Коробка передач: что это такое и какие бывают виды
Коробка переключения передач (КПП) — агрегат, передающий энергию от двигателя колёсам автомобиля. Существует несколько конструкций КПП, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Для чего служит коробка передач
КПП передаёт крутящий момент ведущим колёсам, при этом расширяя его диапазон и изменяя по мере необходимости. При соединении двигателя и колёс напрямую тронуться с места удавалось бы с трудом, а движение с большой скоростью было бы возможно только на высоких оборотах (что означает перерасход топлива, повышенный износ и риск перегрева). Благодаря КПП каждому интервалу скоростей соответствует определённое передаточное число — коэффициент, на который увеличивается или уменьшается крутящий момент, поступающий от двигателя. Сам же силовой агрегат при любой скорости работает на оптимальных оборотах.
Современные КПП (кроме одного из видов, о чём будет сказано ниже) имеют от пяти до десяти таких передаточных чисел. По их числу коробки передач называют пятиступенчатыми, шестиступенчатыми и т. д.1.
Какие бывают коробки передач
В настоящее время распространены пять основных разновидностей КПП. Соотношение между ними постепенно меняется. Ещё несколько десятилетий назад на рынке безраздельно господствовала механика, теперь же доля автомобилей с ней резко сократилась: покупатели всё чаще отдают предпочтение более современным типам трансмиссии.
Механическая КПП
Как работает механическая коробка передач
Коробки этого типа появились первыми и проще остальных по конструкции. Передачам соответствуют пары шестерён — ведущая и ведомая. У каждой из этих пар своё передаточное число. Ведущие шестерни жёстко зафиксированы на входном валу от двигателя. Ведомые шестерни расположены на выходном валу, который передаёт крутящий момент колёсам. Благодаря подшипникам они могут свободно вращаться независимо от вала. Двигатель начинает вращать колёса, если одна из ведомых шестерён фиксируется на валу зубчатой муфтой. Для этого сначала нужно выжать сцепление и отсоединить входной вал от двигателя. Затем водитель перемещает муфту к нужной шестерне при помощи рычага переключения передач и отпускает сцепление.
Плюсы: простота и надёжность конструкции, недорогие обслуживание и ремонт, возможность вручную влиять на динамику автомобиля.
Минусы: необходимость совершать описанную последовательность действий при каждом переключении передач, что отвлекает внимание и утомляет водителя1,2.
Автоматическая (гидротрансформаторная) КПП
Как работает автомат
Связь коробки передач с двигателем обеспечивает гидротрансформатор. Он передаёт крутящий момент на планетарный механизм — узел, который включает набор разных шестерён. В зависимости от того, какие из них задействованы, изменяется передаточное число. Современные АКПП состоят из нескольких планетарных механизмов. Чем их больше, тем больше вариантов комбинаций — а значит, ступеней в коробке. Правильную комбинацию шестерён выбирает электронный блок управления, поэтому водителю переключать рычаг не нужно. Отсутствует в этой конструкции и педаль сцепления.
Плюсы: надёжность, плавность переключения передач.
Минусы: дорогой и сложный ремонт, повышенный расход топлива1,2.
Бесступенчатая КПП (вариатор)
Как работает вариатор
Бесступенчатая КПП не имеет предустановленных передаточных чисел. На входном и выходном валу расположены пары конусов, обращённых вершинами друг к другу. Между собой валы соединены не напрямую, а посредством ремня (иногда — цепи), который протянут в зазоре между конусами. Если раздвинуть конусы, радиус вращения ремня уменьшается, а при их сближении, напротив, увеличивается. Передаваемый на колёса крутящий момент можно плавно изменять, раздвигая конусы на одном валу и одновременно сдвигая на другом, — то есть добиваясь того же эффекта, как и при соединении двух шестерён разного диаметра. Оптимальное положение конусов определяет электроника.
Плюсы: плавный ход, хорошая динамика при экономичном расходе топлива, минимальный уровень шума.
Минусы: чувствительность к перегреву и пробуксовкам, дорогое обслуживание и ремонт1,2.
Роботизированная КПП
Принцип действия робота
Конструкция роботизированной КПП аналогична механической. Единственное отличие заключается в том, что переключение передач и манипуляции со сцеплением берёт на себя электроника. Эти действия выполняют сервоприводы, управляемые ЭБУ.
Плюсы: недорогое обслуживание.
Минусы: медлительность, провалы мощности, дорогая замена сервоприводов1,2.
Преселективная КПП
Как работает коробка передач преселективного типа
По сути, такая КПП представляет собой комбинацию двух роботизированных. В ней используются две пары валов с шестернями и два сцепления. Каждый из роботов управляет своим набором передач: один чётными, а второй нечётными. Во время движения на какой-либо передаче электроника заранее выбирает следующую: более высокую, если автомобиль ускоряется, и более низкую при замедлении. Благодаря такой конструкции удалось исправить один из главных недостатков роботизированной КПП — «задумчивость» при переключении передач.
Плюсы: быстрое переключение передач, экономичный расход топлива.
Минусы: сложная и не всегда надёжная конструкция, толчки на низких скоростях1,2.
Все коробки переключения передач объединяет то, что для их работы необходим смазочный материал — специальное трансмиссионное масло. Однако требования к составу, вязкости и другим характеристикам смазки у КПП разных типов сильно отличаются. При выборе трансмиссионного масла необходимо строго придерживаться рекомендаций производителя автомобиля.
На что обратить внимание в работе КПП
Существует ряд признаков, сигнализирующих о неисправностях КПП независимо от их конструкции:
● вибрация;
● посторонние звуки;
● рывки во время движения;
● наличие в трансмиссионном масле повышенного количества металлического осадка на магнитных пробках.
При появлении любого из этих симптомов следует безотлагательно обратиться на станцию техобслуживания для диагностики и ремонта1.
Список источников
- Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают — РБК Autonews — URL: https://www.autonews.ru/news/6163f68f9a794722a1b14ef7 (дата обращения: 12.05.2024).
- Как работает автомобильная коробка передач — Авто.ру — URL: https://auto.ru/mag/article/gearboxesguide/ (дата обращения: 12.05.2024).