Как по другому называется коробка передач. Устройство механической коробки передач

Нередко выбор машины основывается на особенностях ее конструкции, которые непосредственно влияют на процесс эксплуатации. Неважно, что именно относится к таким характеристикам – правостороннее расположение руля или вид КПП, – в любом случае каждый покупатель подбирает тот вариант, который будет для него самым удобным. Что касается коробок передач, то споры автолюбителей ведутся вокруг удобности использования механической и автоматической КПП, которыми обустраивается все большее количество современных автомобилей. Так что же выбрать: автомат или механику? Давайте попробуем разобраться вместе.

Коробка передач и ее виды

Коробка передач любого транспортного средства изначально разрабатывалась с целью изменения частоты и крутящего момента ведущих колес машины в значительно больших пределах, чем это может обеспечить имеющийся силовой агрегат. Зачастую это касается двигателей внутреннего сгорания, характеризующихся недостаточной приспособляемостью. Кроме того, передаточная коробка обеспечивает возможность движения автомобиля задним ходом, его поворот и длительное разъединение мотора и трансмиссии при запуске силового агрегата или его работе на стоянках.

Все коробки передач разделяются на несколько видов. Исходя из принципа действия устройства, выделяют ступенчатые , бесступенчатые и комбинированные КПП , причем вид передаточной коробки во многом определяет вид трансмиссии транспортного средства.

В КПП ступенчатого вида крутящий момент меняется ступенчато, и в эту группу относят механическую и роботизированную коробку передач. К бесступенчатым устройствам принадлежит вариатор (вариаторная КПП), в котором передаточное число изменяется более плавно. Достичь такого результата удалось путем гидравлического или механического изменения крутящего момента. Также существует и комбинированный вид коробок передач – автоматическая КПП.

Преимущества и недостатки

Поскольку самыми известными на сегодня являются механические и автоматические передаточные коробки, то неудивительно, что споры водителей собираются именно вокруг этих двух видов. Разобравшись более детально, что такое коробка передач и какие функции она должна выполнять, вы сможете грамотно подойти к вопросу выбора ее вида, с учетом всех плюсов и минусов.

Так, сильными сторонами механики выступают: простота конструкции, экономичность в обслуживании и расходе топлива (автомобиль с механической коробкой передач расходует на 10-15% меньше горючего, в сравнении с АКПП), достаточно большой эксплуатационный ресурс (некоторые МКПП могут использоваться даже после поломки мотора), высокая динамика разгона и высокий процент КПД.

Также в этот список стоит отнести хорошую приемистость транспортного средства (обороты мотора быстро увеличиваются), при которой водитель может сам выбирать стиль вождения путем переключения скоростей, относительно малый вес, возможность пуска силовой установки даже при неработающем зажигании или АКБ.

Конечно, и без недостатков тут не обходится. Например, механическая коробка передач достаточно сложный вариант для новичков, в результате чего существует риск повреждения, как самих элементов коробки, так и сцепления или даже мотора. В сравнении с АКПП, в механическом варианте устройства промежуток переключения передач несколько увеличен, да и усталость водителя при эксплуатации такого автомобиля в городских условиях заметно выше.

Что касается автоматики, то неоспоримым преимуществом этого вида КПП является:

легкость эксплуатации (не нужно постоянно выжимать сцепление);

Отсутствие риска перегрузки мотора (передаточная коробка сама «решает», какой момент может считаться оптимальным для переключения на более низкую или более высокую передачу);

Сокращенное время переходов из низшей ступени на высшую и обратно с сохранением мощности силового агрегата.

К недостаткам использования АКПП относят:

сложную конструкцию и, как результат, дорогое производство и обслуживание;

утрудненную или невозможную эксплуатацию вне асфальтированной местности (в условиях распутицы, грязи, снежных заносов или гололеда гор), что, собственно, нередко может сыграть решающую роль в ответе на вопрос, что лучше: автомат или механика;

Практически полное отсутствие возможности самостоятельного ремонта, пусть даже неисправность несерьезная;

Отсутствие возможности буксировки (возможно лишь использование эвакуатора или частичная погрузка), либо отсоединения приводов;

Необходимость специальных навыков управления автомобилем в сложных погодно-климатических условиях.

Более того, наверняка каждый водитель, который хоть раз управлял автомобилями с разными КПП, сможет дополнить данные списки своими примерами «плюсов» и «минусов». Особенностей управления машиной достаточно много, пусть даже основное назначение коробки передач остается неизменным.

Механическая коробка передач

Механическая коробка переключения передач (или просто МКПП) является разновидностью КПП со ступенчатым механизмом изменения передаточного отношения, где осуществляется вручную (водителем). Благодаря этому обеспечивается оптимальный рабочий режим двигателя при движении в самых различных условиях.

Из всего разнообразия представленных сегодня механических коробок передач можно выделить только два основных вида: трехвальные и двухвальные . Зачастую первый вариант устанавливается на автомобили с задним приводом, а второй – на переднеприводные легковые транспортные средства. Несмотря на то, что устройство и рабочий принцип обоих видов существенно отличаются, они все равно сводятся к одному: кинематическому соединению входного и выходного валов на разных ступенях при помощи разных комбинаций шестерен с различными передаточными числами.

Интересный факт! Современные механические КПП могут иметь от 4 до 6 скоростей для передвижения автомобиля вперед и одну скорость для движения задом. Именно в механике применяются различные защитные блокировки и механизмы, предотвращающие случайную активацию задней передачи.

Разбираясь в том, какие бывают коробки передач, стоит обратить внимание на автоматическую КПП, представляющую из себя разновидность трансмиссии автомобилей, которая обеспечивает автоматический (без непосредственного участия водителя) выбор подходящего под условия движения передаточного числа.

С технической точки зрения, «автоматической» можно назвать любую разновидность КПП, где передачи переключаются автоматическим способом. Но на практике, название «автоматическая коробка передач» исторически закрепилось только за одним ее видом – гидромеханической планетарной передаточной коробкой .

В последние десятилетия, помимо этого варианта, вниманию покупателей предлагаются и различные механические модели с автоматизированным переключением (так называемые «роботы»). Они обладают электронным управлением и имеют электромеханические или электропневматические исполнительные устройства. В то же время используемая в некоторых транспортных средствах вариаторная коробка передач не является разновидностью АКПП, как, впрочем, и любой другой КПП.

Различные виды коробок передач предусматривают наличие и некоторых их отличий. К примеру, («робот») являет собой механическую передаточную коробку, где функции переключения передач и выключения сцепления полностью автоматизированы. В современных конструкциях представлено двойное сцепление, которое обеспечивает передачу крутящего момента, не разрывая мощность. Это позволяет снизить потребление машиной топлива и увеличить разгонную динамику, что только способствует популярности роботизированных КПП. Одной из самых известных конструкций являются устройства типа DSG.

Вариаторная коробка

К видам автоматических коробок передач нередко относят и , хотя на самом деле это устройство вообще не является коробкой передач в традиционном понимании этого понятия. Вариатор (распространенное название «вариаторная коробка передач») – это бесступенчатое устройство, предназначенное для плавного изменения передаточного числа в заданном диапазоне.

Главное преимущество этого вида, в сравнении с другими КПП, заключается в эффективном применении мощности силовой установки, чего удалось добиться благодаря оптимальному сочетанию нагрузки на автомобиль с оборотами коленвала. Этот факт помог достичь высокой топливной экономичности, а отсутствие рывков и непрерывное изменение крутящего момента обеспечили высокий уровень комфорта для водителя и пассажиров.

В отличие от традиционного вида АКПП, установленного во многих автомобилях, в вариаторе отсутствует коробка передач с заданным количеством ступеней. Так, работа самого известного варианта вариатора основывается на вороте, позволяющем без применения жестко заданных передач устанавливать любой коэффициент передачи крутящего момента.

Как известно, КПП автомобиля – это неотъемлемая часть его конструкции, которая во многом определяет удобство управления транспортным средством. Именно поэтому стоит грамотно подходить к выбору. Существует даже ряд рекомендаций и предупреждений специалистов, касающихся этого вопроса.

Советы:

Для определения наиболее удобного для себя варианта КПП всегда в полной мере используйте тест-драйв.

Хорошие коробки-автомат должны переключать скорости при оборотах, близких к максимальным значениям.

Следует также учитывать и ценовую политику, так как автомобили с ручными КПП стоят дешевле (примерно на 1000 долларов).

Несмотря на то, что одна мысль о езде на механике пугает водителей-новичков, на практике все оказывается не так страшно. Более того, во многих автошколах практикуется обучение на машинах с механической КПП.

Учтите: существуют и некоторые другие типы КПП, являющиеся промежуточным вариантом между автоматическими и механическими коробками передач автомобилей. Так, некоторые производители (например, BMW или VW) предлагают покупателю транспортные средства с полуавтоматическими КПП, причем у каждого автопроизводителя они носят свое название: BMW – SMG, у VW – DSG, хотя принцип работы остается одинаковым для всех.

Если для вас важна возможность максимального ускорения, тогда ваш вариант – это механика, ведь при правильном управлении механическая передаточная коробка лучше и быстрее любого автомата.

Для водителя-новичка более подходящим вариантом является коробка-автомат, позволяющая лучше сосредоточиться на дорожной обстановке.

Важно проверить и класс экономичности транспортного средства, причем не только в городских условиях, но и за городом. Это поможет вам получить представление о среднем расходе топлива.

Обратите внимание! АКПП меньше нагружает мотор и трансмиссию, а значит, возможность появления проблем с этими узлами намного ниже, чем при неправильно использованной МКПП.

Предупреждения:

Даже если перед вами не стоит выбор, на чем лучше учиться: на механике или на автомате, все равно будьте очень осторожны, начиная эксплуатацию транспортного средства с незнакомой КПП.

Если автоматическая коробка передач переключает скорости за 1000 оборотов раньше предельной черты, то лучше заменить транспортное средство или саму КПП.

Некоторые модели автомобилей, которые раньше предлагали обе коробки передач (на выбор), сегодня могут быть доступны только в одном варианте. Поэтому либо выбирайте другую машину, либо приспосабливайтесь к незнакомой передаточной коробке.

В любом случае, и автомат, и механика имеют свои плюсы и минусы, а их значимость зависит только от ваших требований, так что решать только вам.

Чуть больше века назад двигатели внутреннего сгорания и Дизеля «приговорили» электрические и паровые двигатели. У них было огромное преимущество – на топливном баке с жидким бензином или дизельным топливом можно было проехать куда дольше, чем на аккумуляторной батарее. Да и заправить бак было проще и быстрее. Цены на нефть в то время были очень дешевыми, объемы добычи постоянно росли и мир захватили двигатели на жидком топливе.

Но двигатели внутреннего сгорания и Дизели были менее совершенными и требовали использования дополнительных систем: охлаждения, питания, смазки, зажигания, отвода отработавших газов, забора воздуха и так далее. Кроме этого, такие двигатели могли передавать крутящий момент только в очень узком диапазоне оборотов, что и привело к необходимости введения трансмиссии.

Существуют различные виды коробок передач, каждый из которых будет рассмотрен ниже более подробно

Механическая КПП

Первой из введенных трансмиссий стала простая и привычная нам механическая коробка переключения передач (МКПП). МКПП представляется из себя редуктор со ступенчатыми передачами и орган управления им. МКПП очень простые, дешевые в производстве, надежные и долговечные. При их использовании появляется возможность использовать двигатель на полную, вручную управлять переключением передач.

Однако при вождении автомобиля МКПП необходимо уделять дополнительное внимание: управлять педалью сцепления, ручкой переключения передач, следить за скоростью и оборотами двигателя. Что требует формирования определенных рефлексов и навыков и отвлекает водителя от дороги. В условиях городских пробок использование МКПП сильно снижает комфорт использования автомобиля. Поэтому в начале двадцатого века производители автомобиля задумались, как снять с автолюбителя эту ношу и сделать автомобиль более комфортным. Так появились автоматические коробки переключения передач (АКПП).

Гидравлическая АКПП

Гидравлическая АКПП появилась самой первой и, пройдя многочисленные модернизации, до сих пор является самым популярным видом автоматических трансмиссий. Передача крутящего момента с двигателя на колеса автомобиля производится через потоки жидкости, вращаемые двумя колесами, то есть трансмиссия и двигатель не связаны. Первые гидравлические автоматы не обладали никакой электроникой, управление базировалось на гидравлике и механике. Но в начале восьмидесятых в их конструкцию начали вводить все больше электроники, управление было предоставлено компьютеру. Начиная с этого времени, они все больше усложнялись и модифицировались, становясь все более комфортными, экономичными, повышали КПД и динамические характеристики автомобиля. Но, к сожалению, становились все менее надежными.

Введение компьютеров в конструкцию АКПП положительно повлияло на их работу. Появилась возможность реализовать дополнительные режимы функционирования КПП: спортивный, экономичный и для движения в сложных дорожных условиях (снег, грязь, лед).

Типтроник и стептроник появились как отдельные разработки, но суть их одинакова. Они добавляют в АКПП режим ручного переключения передач, активируемый переключением селектора. Этот режим не является полностью «ручным», компьютер все равно внимательно следит за показателями датчиков и не переключит передачу в ненужный момент.

Плюсы гидравлической АКПП

Минусы гидравлической АКПП

дорогие в производстве;
вероятность поломки выше, чем у МКПП;
дорогой и сложный ремонт;
динамика автомобиля, его КПД и расход зависят от удачности и новизны трансмиссии. Старые АКПП значительно уменьшали динамику автомобиля и повышали расход;
невозможно завести «с толкача» из-за необходимости наличия давления масла в системе и работающего масляного насоса.

Роботизированные и преселективные КПП (Коробка-робот или просто робот)

В конце девяностых – начале двухтысячных мир помешался на экологии и топливной экономии. Некоторые производители автомобилей посчитали, что гидравлические АКПП свое отжили и не имеют никаких перспектив развития. Независимо друг от друга несколько производителей начали разработку Роботизированных Коробок Переключений Передач (РКПП).

Конструктивно они представляли собой обычную механическую коробку переключения передач, но работой сцепления и сменой передач теперь руководил компьютер, передвигающий сервоприводы. РКПП получилась дешевле в производстве, чем АКПП, переключалась быстрее любого человека на механической коробке и автомате и обеспечила самую лучшую топливную экономию из всех существующих типов трансмиссий.

Но не все так радужно. Гидравлическая АКПП разрабатывалась и совершенствовалась в течение практически века. В конструкциях же РКПП до совершенства еще далеко. РКПП не может нормально работать на высокой скорости и при агрессивной манере вождения – начинаются рывки и пинки, свойственные умирающей гидравлической трансмиссии. Конструкция, которая казалась очень надежной, на деле очень быстро умирает от неопытного или инфантильного водителя и обслуживания.

Эти проблемы были частично решены с разработкой РКПП с двумя сцеплениями. Одно сцепление управляет четными передачами, второе нечетными, работают они практически одновременно, запуская одну передачу, еще до того момента, как остановилась предыдущая. Их назвали преселективными. Такие коробки работают комфортно, переключаются нереально быстро. Скорость их переключения составляет сотые доли секунды. Но стоят дороже гидравлических АКПП и имеют меньший ресурс.

Плюсы коробки-робота

дешевая в производстве;
самые быстрее переключения;
топливная экономичность.

Минусы коробки-робота

комфортно автомобиль ведет себя только при спокойной езде;
преселективная коробка передач стоит очень дорого, дороже, чем все остальные типы автоматических коробок передач;
неустойчива к пробуксовкам;
откат в начале движения;
задержки при переключении передач;
прощает меньше ошибок чем АКПП и ресурс в целом меньше;
необходимость адаптации и подстройки.

Вариаторные КПП (Бесступенчатая КПП или вариатор)

Первые вариаторы появились в середине девяностых, как альтернатива гидравлическим АКПП. В отличие от остальных типов – эти трансмиссии бесступенчатые. Вместо комплектов шестерней, имеющих определенное передаточное число, в них используется другой принцип. Механизм состоит из двух конусовидных колес и ремня (или цепи), натянутого между ними. В зависимости от режима работы двигателя сервопривод двигает ремень между колесами, плавно увеличивая или уменьшая передаточное отношение. Гениальное решение упростило конструкцию трансмиссии до невероятного уровня. Теперь автомобиль в любом режиме ехал оптимально. Хоть быстро, хоть медленно. Топливная экономия была выше, чем у гидравлических АКПП. Но все было не так гладко.

При работе вариатора двигатель всегда оставался в одном диапазоне оборотов, издавая равномерный монотонный звук, от которого непривычные водители очень быстро уставали. Правда, в современных вариаторах уже существуют специальные режимы, делающие работу трансмиссии более привычной на слух.

Простой конструкции потребовалось сложное и тонкое компьютерное управление, которое не всегда работает нормально. Сам принцип действия вариатора не позволяет автомобилю тронуться с места. Поэтому в его конструкцию пришлось внедрять гидротрансформатор, как в гидравлических АКПП.

Вариатор использует очень дорогое трансмиссионное масла, которое необходимо менять раз в 30 тыс. километров. Цепь или ремень является очень нагруженным элементом и редко живет больше 120 тыс. километров, замена достаточно накладна.

Плюсы вариатора

двигатель всегда работает оптимально;
максимальный комфорт, отсутствие рывков, толчков, задержек, автомобиль хорошо ускоряется;
экономичнее, чем гидравлическая АКПП;
простая конструкция.

Минусы вариатора

дорогие в производстве;
дорогой ремонт и обслуживание;
обслуживание в два раза чаще, чем у гидравлических АКПП;
ресурс главного механизма вариатора всего 120 тыс. километров. Необходимость капитального ремонта у нормальной АКПП наступает после 250 тыс.;
не терпит мощных и больших двигателей. Они еще больше снижают долговечность ремня или цепи;
не любит перегревов и пробуксовок;
акустическая монотонность (практически не встречается);
за управление отвечает сложная компьютерная система, которая не всегда может работать хорошо.

3956 Просмотров

С каждым годом автолюбителей становится все больше. Комфорт, удобство и быстрота передвижения на личном транспорте едва ли сопоставимы с общественным, а количество дополнительных опций, полезных и нужных технологий, применяемых для авто, не могут не радовать потенциального покупателя. Однако мало кто знает техническую начинку машины, различные узлы и составляющие, их функции и предназначение. Сегодня мы расскажем про такой механизм, как КПП, рассмотрим основные виды коробок передач и их особенности.

Краткая справка

Прежде чем выяснить, какие бывают КПП, стоит подробнее узнать их устройство, назначение и, наконец, функции. Тем, кому не довелось сталкиваться с необходимостью собственноручного ремонта того или иного узла авто, коробка передач кажется таким загадочным механизмом, который заставляет одним движением менять разгонные характеристики, изменять передаточное число и крутящий момент путем смены одной передачи на другую.

На самом деле, так оно и есть.

Документация, которая описывает основные механизмы и агрегаты современного автомобиля, утверждает, что КПП - это не что иное, как устройство, обеспечивающее передачу на ведущую ось, обеспечивая их постоянную связь.

При этом главная функция, которую обеспечивают все, без исключения, виды трансмиссии - это изменение крутящего момента для улучшения разгонных характеристик машины и более оптимального распределения мощности силового агрегата в целях экономии топлива и ресурса двигателя.

Какие же бывают коробки передач? Какой принцип работы на автомобиле они имеют? На данный момент, основные типы коробок передач составляют механическая, автоматическая и роботизированная трансмиссии, а также вариатор. Каждое из устройств имеет свои преимущества и недостатки. Об их особенностях и предназначении их составляющих читайте далее.

Механика

Самый распространенный и классический тип - это . Принцип ее работы наиболее примитивен и прост, а потому позволяет наилучшим образом погрузиться в данную тематику и разобраться в устройстве столь сложного механизма.

Ручная коробка позволяет выбирать передаточное число самому. В салоне располагается рычаг переключения скоростей, и в зависимости от выбранного его положения, можно изменять работу узлов машины и их свойства.

По сути, все сводится к тому, чтобы определенным образом соединить друг с другом два вала, расположенные в колоколе КПП. Оба вала имеют на себе набор шестерен разного размера. Один идет к двигателю авто, а другой - к ведущим колесам.

Так, уменьшается размер ведомой шестерни и увеличивая размер ведущей, и постепенно достигается максимальная скорость автомобиля с минимальным вращением маховика мотора. Это приводит к более рациональному использованию механизмов и достижению максимального их ресурса.

Автомат

Не являются чем-то новым и ультрасовременным. История создания агрегатов подобного типа относится к середине 20 века, и примитивные механизмы КПП, способные автоматически переключать скорости, в зависимости от выбранного режима и скорости езды, насчитывают не одно десятилетие.

Главная функция подобного агрегата на авто - по-прежнему соединять двигатель и ведущую ось, обеспечивать рациональное распределение мощности и крутящего момента при максимальной экономичности.

Тем не менее, принцип работы механизма на авто несколько иной.

Как бы то ни было, устроен он куда более сложнее, чем в случае с механикой, а потому имеет меньшую надежность, да и ремонтировать автомат гораздо труднее и дороже.

О основе автоматической КПП лежит набор фрикционов. Каждый из фрикционов представляет собой диск, который имеет на своей плоскостной поверхности определенные шероховатости и рельеф, что позволяет ему получить неплохие сцепные свойства. Чтобы понять смысл подобного механизма, стоит вспомнить автомобиля: здесь все происходит практически так же.

Иными словами, фрикционы различного размера поочередно соединяются друг с другом и вращаются синхронно. Смена фрикционов осуществляется посредством системы подачи масла высокого давления и цепочки клапанов. При достижении маслом максимального давления, клапан открывается в ту или иную сторону, и происходит смена одних фрикционов на другие.

Робот

Рассмотрев механическую и автоматическую коробки передач, можно перейти и к более сложным разновидностям КПП, которые возникли в истории создания автомобилей сравнительно недавно.

Так, одним из наиболее современных типов . По своей сути, данный тип является гибридом механики и автомата и сочетает в себе все их преимущества. Так, принцип работы взят от механической трансмиссии. То есть здесь в роли ведущего и ведомого звеньев предстают металлические шестерни на валах, которые поочередно сменяются и изменяют передаточное число.

Также здесь есть и сцепление, но его управление на авто происходит автоматически, равно как и само переключение скоростей. Такие операции производит искусственный интеллект, построенный на системе чипов и плат. К сожалению, наряду с удобством, стоимость ремонта такого оборудования значительно возрастает, а надежность агрегатов теряется.

Вариатор

Последним рассматриваемым на сегодня типом является вариатор, или бесступенчатая коробка передач.

Механизм представляет собой два конуса, имеющих ступенчатую форму и шестеренчатый рельеф. Посредством электронного чипа, при возрастании скорости конусы постепенно надвигаются навстречу друг другу. Выходит так, что размер шестерен постоянно изменяется, и передаточное число становится иным.

Данный вид трансмиссии на авто не имеет большой популярности из-за некоторого психологического эффекта: при разгоне число оборотов двигателя остается неизменным. Это привело к тому, что производители внедряют функции имитации переключения скоростей, чтобы нивелировать данный недостаток окончательно.

Резюме

В данной статье мы рассмотрели все существующие виды трансмиссий. КПП - это сложный механизм, который, тем не менее, является незаменимым в каждом современном авто. Современные агрегаты имеют разительное отличие от тех, что устанавливались на авто еще несколько десятилетий назад, а потому есть все основания полагать: в скором времени будет достигнуто абсолютное совершенство механизма, которое полностью решит все проблемы ныне существующих и выпускающихся устройств.

Любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания имеет в своей конструкции коробку передач. Существует множество разновидностей этого агрегата, но наиболее распространенным типом является механическая коробка передач (МКПП). Ею оснащаются как отечественные, так и зарубежные автомобили.

Коробка передач используется для того чтобы изменять передаточное отношение скорости вращения от двигателя к колесам. Способ переключения между ступенями (передачами) этого редуктора – ручной (механический), что дало название всему узлу. Водитель самостоятельно принимает решение о том, какое из фиксированных значений передаточного числа (шестерни, входящие в зацепление) должно быть включено в текущий момент.

Современная МКПП

Кроме этого, МКПП позволяет переключаться на режим заднего хода, в котором автомобиль движется в обратном направлении. Также есть нейтральный режим, когда отсутствует передача вращения от мотора к колесам.

Принцип работы и устройство

Коробка передач является многоступенчатым закрытым редуктором. Косозубые шестерни имеют возможность поочередно быть в зацеплении и менять частоту оборотов между входным валом и выходным. В этом заключается принцип работы коробки передач.

Сцепление

Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Этот узел позволяет временно разъединять мотор от трансмиссии. Такая операция дает возможность безболезненно переключить передачи (ступени) не выключая обороты двигателя.

Блок сцепления необходим, так как через МКПП проходит значительный крутящий момент.

Шестерни и валы

В любой КПП традиционной конструкции располагаются параллельно оси валов, на которых базируются шестерни. Общий корпус принято называть картером. Наиболее популярными являются трехвальные и двухвальные компанийки.

В трехвальных имеется три вала:

первый – ведущий;
второй – промежуточный;
третий – ведомый.

Первый вал соединен со сцеплением, на его поверхности нарезаны шлицы, по которым перемещается ведомый диск сцепления. С этой оси вращение передается на промежуточную ось, жестко соединенную с шестерней первичного вала.

Ведомый вал МКПП имеет специфическое расположение. Он соосен с ведущим и соединен с ним через подшипник, находящийся внутри первого вала. За счет этого обеспечивается их независимое вращение. Блоки шестеренок с ведомой оси не имеют жесткой фиксации с ним, а также шестерни разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Последние как раз жестко сидят на ведомом валу, но способны перемещаться вдоль оси по шлицам.

Торцы муфт оснащены зубчатыми венцами, способными соединяться с такими же венцами, расположенными на торцах шестерен ведомого вала. Современное устройство коробки передач предполагает наличие таких синхронизаторов на всех передних передачах.

Во время включения нейтрального режима происходит свободное вращение шестерен, а все муфты-синхронизаторы находятся в разомкнутом положении. Когда водитель выжмет сцепление и переключит рычаг на одну из ступеней, то в это время вилка в КПП перемещает муфту в зацепление со своей парой на торце шестерни. Так шестеренка жестко фиксируется с валом и не прокручивается на нем, а обеспечивает передачу вращения и усилия.

В большинстве МКПП применяются шестерни с косым зубом, способные выдерживать большие усилия, чем прямозубые, также они менее шумные. Изготавливаются они из высоколегированной стали, после чего проводится закалка на ТВЧ и нормализация для снятия напряжений. За счет этого обеспечивается максимальный срок службы.

Для двухвальной коробки также предусмотрено соединение ведущего вала с блоком сцепления. В отличие от трехосной конструкции на ведущей оси располагается блок из шестеренок, а не одна. Промежуточного вала нет, а параллельно ведущему идет ведомый вал. Шестерни на обеих осях свободно вращаются и находятся все время в зацеплении.

Ведомый вал оснащен жестко закрепленной ведущей шестеренкой главной передачи. Между остальными шестеренками располагаются синхронизационные муфты. Такая схема механической коробки передач в плане работы синхронизаторов схожа с трехвальной схемой. Разница заключается в отсутствии прямой передачи, и в том, что каждая ступень имеет лишь одну пару соединенных шестеренок, а не две пары.

Двухвальное устройство механической коробки передач имеет больший КПД, чем трехвальное, однако, имеет ограничение по повышению передаточного числа. За счет такой особенности конструкция применяется лишь в легковых автомобилях.

Синхронизаторы

Все современные механические коробки переключения передач оснащены синхронизаторами. Без них на машинах приходилось делать двойной выжим, чтобы окружные скорости шестерен сравнялись, и обеспечилась возможность переключения ступеней. Также синхронизаторы не ставятся на КПП с большим числом передач, иногда до 18 ступеней, характерным для спецтехники, так как это технически невозможно. Для быстроты переключения скоростей спортивные авто могут в МКПП не иметь синхронизаторов.

Синхронизатор МКПП

Легковые автомобили, используемые большинством водителей, оснащены синхронизаторами, так как работает коробка передач автомобиля без них менее дружелюбно. Эти элементы обеспечивают бесшумность эксплуатации и выравнивание скоростей шестеренок.

Внутренний диаметр ступицы имеет шлицевые пазы, благодаря которым осуществляется перемещение вдоль оси вторичного вала. При этом такая жесткость обеспечивает передачу больших усилий.

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

Работа синхронизаторов

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

Процесс переключения передач

За процедуру переключения отвечает соответствующий механизм. Для автомобилей, имеющих задний привод, рычаг устанавливается непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм прячется внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им. Такое расположение имеет свои достоинства и недостатки.

простое в конструкционном плане решение;
обеспечение четкости переключения;
более долговечная конструкция для эксплуатации.

нет возможности для применения конструкции с задним расположением мотора;
не используется на переднеприводных автомобилях.

Машины с передним ведущим мостом оборудуются рычагом переключения передач в таких местах:

напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
на рулевой колонке;
в районе панели приборов.

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

комфортное более независимое расположение рычага для переключения передач;
вибрация от коробки не передается на рычаг МКПП;
обеспечивается большая свобода для дизайна и инженерной компоновки.

меньшая долговечность;
со временем могут появляться люфты;
требуется периодическая квалифицированная регулировка тяг;
четкость менее точная, в отличие от расположения непосредственно на корпусе.

Хотя существуют различные приводы для механизма включения/выключения передач, но сам механизм в большинстве КПП имеет схожую конструкцию. В его основе подвижные штоки, которые находятся в крышке корпуса, а также вилки, жестко зафиксированные на штоках.

Механизм переключения передач Лада Гранта

Вилки полукругом входят в проточку муфты синхронизатора. Дополнительно в МКПП располагаются приспособления, которые уберегут механизм от недовключения либо от самовольного выхода из зацепления шестерен, а также от одновременной активации двух ступеней.

Преимущества и недостатки механических коробок передач

Все типы механизмов обладают своими достоинствами и недостатками. Рассмотрим их у МКПП.

Достоинства :

конструкция обладает наименьшей стоимостью при сравнении с аналогами;
в отличие от гидромеханической имеет меньшую массу и более высокий КПД;
не нуждается в особых условиях охлаждения по сравнению с автоматическими КПП;
среднестатистическое авто с МКПП обладает более экономичными параметрами и динамикой разгона в отличие от среднего автомобиля с АКПП;
простота и инженерная отработанность конструкции;
высокая степень надежности и большой эксплуатационный ресурс;
не нуждается в специфическом обслуживании и дефицитных расходных либо ремонтных материалах;
водитель имеет более широкий диапазон использования техник вождения в экстремальных условиях гололедицы, бездорожья и т.д.;
авто легко заводится толканием и может буксироваться с любой скоростью и на любое расстояние;
есть техническая возможность полного разобщения мотора и трансмиссии в отличие от гидромеханической АКПП.

Недостатки :

для переключения передачи используется полное разобщение силовой установки и трансмиссии, что сказывается на времени операции;
необходимы специфические навыки вождения для обеспечения плавности переключения передач;
неспособность плавного переключения передаточного отношения, так как количество ступеней ограничено обычно числом от 4 до 7;
невысокий ресурс узла сцепления;
у водителя при длительном управлении автомобилем с МКПП появляется большая утомляемость, чем при езде на «автоматической» трансмиссии.

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%.

Самая основная задача коробки передач — распределение крутящего момента от мотора автомобиля к его колесам, а также изменение объема тяги, зависящее от различных условий передвижения авто. Современные машины оснащают различными видами коробок передач. На сегодняшний день автопроизводители представляют несколько видов КПП: механические, автоматические, роботизированные и бесступенчатые, которые еще называют вариаторами. Все они имеют отличия в работе и функциональности. Об этих отличиях и поговорим.

Механические коробки передач

Механической коробке передач уже более сотни лет и за этот период она претерпела не малую эволюцию, которая позволила довести механику, если не до совершенства, то до максимально возможных ее лучших качеств. Переднеприводные современные автомобили оснащают двухвальными КПП, которые соединяются одним валом с мотором, а вторым — с трансмиссией двигателя. Обычные шестеренки позволяют создавать крутящий момент в двигателе.

Если говорить обычным языком, то механическая КПП — это наиболее простая конструкция из всех прочих.

Правда это утверждение распространяется только на коробки, где не более пяти ступеней. Сегодня все же стремятся к максимальной экономичности автомобилей, поэтому коробки все больше изготавливают шестиступенчатыми. В этом случае обычная двухвальная система слабовата и инженеры усложняют конструкцию коробки передач. Но это не мешает «механике» вырабатывать достаточный коэффициент полезного действия, то есть быть максимально эффективной.

Роботизированные коробки передач

Роботизированные КПП в чем-то практически идентичны механическим. Основное их различие лишь в том, что в «роботах» управление сцеплением осуществляется по средствам специальных сервоприводов, работа которых полностью контролируется электроникой.

Плюсы такой схемы очевидны — водитель тратит меньше усилий на управление автомобилем и может не обременять себя постоянным переключением передач.

Помимо этого, сходство «роботов» с «механикой» и в том, что они также обладают высоким КПД, только вот плавностью своей работы этот вид КПП похвастать, увы, не может. Поэтому-то их используют чаще на бюджетных моделях авто, как альтернативу автоматике. Есть, правда, исключения. Роботизированную КПП можно увидеть и на суперкарах, например, на «Ferrari», правда многое в этих КПП заимствовано из мира спорткаров и автомобильных гонок, что, естественно, ведет к удорожанию таких машин.

Отдельно можно выделить новшество в автомобилестроении — разработки «роботов» с двумя сцеплениями. Впервые данную трансмиссию опробовал на своих моделях автоконцерн Volkswagen, разработку свою компания назвала Direkt-Schalt-Getriebe. Позже ее приняли во внимание и другие компании Volvo, Ford, Mitsubishi. Роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями в силу своей высокой функциональности отличаются более быстрой работой. Инженеры утверждают, что за подобными разработками большое и перспективное будущее.

Автоматические коробки передач

Автоматические коробки передач — это альтернативное решение, пришедшее на смену механическим КПП еще в середине прошлого столетия. Сегодня автоматические коробки передач имеют высокую популярность и очень востребованы, и это вполне обосновано.

Все потому что, как и в случае роботизированных КПП, переключение передач происходит полностью автоматически, плюс к этому «автоматы» более плавны в своих действиях, чем «роботы».

Автомобиль с автоматической КПП более ровно держится на дороге, так как вся тяга мотора без разрыва потоков мощности передается с мотора непосредственно на все колеса автомобиля.

Но есть у автоматических КПП и весомые минусы. Во-первых, автоматы намного тяжелее других своих собратьев. Обусловлено это заменой обычных шестерен в двигателе планетарными передачами; тяги и рычаги в нем заменены довольно сложной гидравликой, а сцепление представлено гидротрансформатором, который, к слову сказать, эффективность своей работы может проявлять только в довольно узком диапазоне действий, поэтому число передач инженерам приходится увеличивать.

Сегодня не редкость автомобили и с восьмиступенчатой автоматической коробкой передач.

Но при всех инновациях и разработках «автоматы» пока что проигрывают «механике» по эффективности работы.

Давайте посмотрим, что такое автоматическая коробка передач:

Вариаторы

Вариаторы любопытны тем, что совсем не имеют в своей конструкции передач. Разработок вариаторов множество, но максимальную реализацию получила клиноременная схема. В данном случае имеются два шкива, соединенных один — с двигателем, второй — с трансмиссией. Специальный ремень и цепь приводят в действие крутящий момент мотора.

В теории такой тип коробки передач идеален, так как способен постоянно поддерживать максимально экономичное и динамичное передаточной число.

Но на практике все не так оптимистично, потому как для работы вариатора требуется наличие узла, который чаще всего представляют гидротрансформатором или гидромуфтой. А работа их, как уже было отмечено выше, снижает коэффициент полезного действия двигателя.

Какие бы новшества не появлялись в нашем автомире, «механика» как была классикой, так и остается по сей день. Если вы решили получить права , то и не думайте учиться на машинах с автоматами, вариаторами или роботами. Каждый должен пройти через классику — механическую КПП. Иначе после обучения у вас могут возникнуть проблемы с ездой по городу.

Удачного переключения передач и будьте аккуратны!

В статье использовано изображение с сайта www.t-company.kia.ru