Види та пристрій коробок перемикання передач

Трохи більше століття тому двигуни внутрішнього згоряння та Дизеля «засудили» електричні та парові двигуни. Вони мали величезну перевагу – на паливному баку з рідким бензином або дизельним паливом можна було проїхати довше, ніж на акумуляторній батареї. Та й заправити бак було простіше та швидше. Ціни на нафту на той час були дуже дешевими, обсяги видобутку постійно зростали і світ захопили двигуни на рідкому паливі.

Але двигуни внутрішнього згоряння та Дизелі були менш досконалими та вимагали використання додаткових систем: охолодження, живлення, мастила, запалення, відведення відпрацьованих газів, забору повітря тощо. Крім цього, такі двигуни могли передавати момент, що крутить, тільки в дуже вузькому діапазоні оборотів, що і призвело до необхідності введення трансмісії.

Основні різновиди АКПП

Існують різні види коробок передач, кожен з яких буде розглянутий нижче докладніше

Механічна КПП

Першою з введених трансмісій стала проста та звична нам механічна коробка перемикання передач (МКПП). МКПП представляє собою редуктор зі ступінчастими передачами і орган управління ним. МКПП дуже прості, дешеві у виробництві, надійні та довговічні. При використанні з'являється можливість використовувати двигун на повну, вручну управляти перемиканням передач.

Однак при керуванні автомобілем МКПП необхідно приділяти додаткову увагу: керувати педаллю зчеплення, ручкою перемикання передач, стежити за швидкістю та оборотами двигуна. Що вимагає формування певних рефлексів та навичок та відволікає водія від дороги. В умовах міських пробок використання МКПП сильно знижує комфортвикористання автомобіля. Тому на початку ХХ століття виробники автомобіля задумалися, як зняти з автолюбителя цю ношу і зробити автомобіль більш комфортним. Так з'явилися автоматичні коробки перемикання передач (АКПП).

Гідравлічна АКПП

Гідравлічна АКПП з'явилася найпершою і, пройшовши численні модернізації, є найпопулярнішим видом автоматичних трансмісій. Передача моменту, що крутить, з двигуна на колеса автомобіля проводиться через потоки рідини, що обертаються двома колесами, тобто трансмісія і двигун не пов'язані. Перші гідравлічні автомати не мали ніякої електроніки, управління базувалося на гідравліці та механіці. Але на початку вісімдесятих в їхню конструкцію почали вводити все більше електроніки, управління було надано комп'ютеру. Починаючи з цього часу, вони все більше ускладнювалися та модифікувалися, стаючи все більш комфортними, економічними, підвищували ККД та динамічні характеристики автомобіля. Але, на жаль, ставали все менш надійними.

Введення комп'ютерів у конструкцію АКПП позитивно вплинуло їх роботу. З'явилася можливість реалізувати додаткові режими функціонування КПП: спортивний, економічний та рух у складних дорожніх умовах (сніг, бруд, лід).

Типтронік та стептронік з'явилися як окремі розробки, але суть їх однакова. Вони додають в АКПП режим ручного перемикання передач, що активується перемиканням селектора. Цей режим не є повністю "ручним", комп'ютер все одно уважно стежить за показниками датчиків і не перемкне передачу в непотрібний момент.

Плюси гідравлічної АКПП

Ресурс від 120 тис. до 1 млн. кілометрів. Відпрацьована десятиліттями конструкція, надійна тадовговічна, здатна опрацювати все життя автомобіля.
Сучасні багатоступінчасті АКПП перевершують в економічності та швидкості перемикання механіку.
Найкомфортніша з трансмісій. Плавні непомітні перемикання двигун працює в широкому діапазоні оборотів, не створюючи акустичної втоми.
Багато АКПП гідно переживають «побутові» пробуксовки, інші типи коробок передач цим похвалитися не можуть.
При старті немає відкату.
Відмінно працює на всіх швидкостях, від маленьких до дуже високих.
Трансмісія убезпечує двигун від надмірних навантажень, підвищуючи його ресурс. Механічний зв'язок з ним відсутній, на нього не передаються вібрації та удари, що також підвищує його ресурс.
Ефективно гальмує двигун.
Наявність додаткових режимів, які розширюють можливості трансмісії. Наприклад, зимовий режим для потужних автомобілів із заднім приводом та позашляховиків дозволяє їм вільно рушити на льоду. Від водія з механічною коробкою передач у такому разі буде потрібно дуже розвинене чуття автомобіля та навички.

Мінус гідравлічної АКПП

дорогі у виробництві;
ймовірність поломки вища, ніж у МКПП;
дорогий та складний ремонт;
динаміка автомобіля, його ККД та витрата залежать від вдалості та новизни трансмісії. Старі АКПП значно зменшували динаміку автомобіля та підвищували витрату;
неможливо завести «з штовхача» через необхідність наявності тиску масла в системі та масляного насоса, що працює.

Роботизовані та преселективні КПП (Коробка-робот або просто робот)

Наприкінці дев'яностих – початку двохтисячних світ збожеволів на екології та паливній економії. Деякі виробникиавтомобілів вважають, що гідравлічні АКПП своє віджили і не мають жодних перспектив розвитку. Незалежно один від одного кілька виробників розпочали розробку Роботизованих Коробок Перемикань Передач (РКПП).

Конструктивно вони були звичайною механічною коробкою перемикання передач, але роботою зчеплення і зміною передач тепер керував комп'ютер, що пересуває сервоприводи. РКПП вийшла дешевше у виробництві, ніж АКПП, перемикалася швидше за будь-яку людину на механічній коробці та автоматі і забезпечила найкращу паливну економію з усіх існуючих типів трансмісій.

Але не все так райдужно. Гідравлічна АКПП розроблялася і вдосконалювалася протягом майже століття. У конструкціях РКПП до досконалості ще далеко. РКПП не може нормально працювати на високій швидкості і при агресивній манері водіння - починаються ривки і стусани, властиві вмираючій гідравлічній трансмісії. Конструкція, яка здавалася дуже надійною, насправді дуже швидко вмирає від недосвідченого чи інфантильного водія та обслуговування.

Ці проблеми були частково вирішені із розробкою РКПП із двома зчепленнями. Одне зчеплення управляє парними передачами, друге непарними, працюють вони практично одночасно, запускаючи одну передачу ще до того моменту, як зупинилася попередня. Їх назвали преселективними. Такі коробки працюють зручно, перемикаються неможливо швидко. Швидкість їх перемикання становить соті частки секунди. Але коштують дорожче за гідравлічні АКПП і мають менший ресурс.

Плюси коробки-робота

дешева у виробництві;
найшвидше перемикання;
паливна економічність.

Мінус коробки-робота

комфортно автомобільповодиться тільки при спокійній їзді;
преселективна коробка передач коштує дуже дорого, дорожче, ніж інші типи автоматичних коробок передач;
нестійка до пробуксування;
відкат на початку руху;
затримки під час перемикання передач;
прощає менше помилок ніж АКПП та ресурс у цілому менше;
необхідність адаптації та підстроювання.

Варіаторні КПП (Безступенева КПП або варіатор)

НЕ ВИТРАТАЙТЕ ГРОШІ НА ПЕРЕКРАСКУ! Тепер Ви самі зможете всього за 5 секунд прибрати будь-яку подряпину з кузова вашого автомобіля.

Перші варіатори з'явилися в середині 90-х, як альтернатива гідравлічним АКПП. На відміну з інших типів – ці трансмісії безступінчасті. Замість комплектів шестерень, що мають певне передатне число, у них використовується інший принцип. Механізм складається з двох конусоподібних коліс та ременя (або ланцюга), натягнутого між ними. Залежно від режиму роботи двигуна, сервопривід рухає ремінь між колесами, плавно збільшуючи або зменшуючи передатне відношення. Геніальне рішення спростило конструкцію трансмісії до неймовірного рівня. Тепер автомобіль у будь-якому режимі їхав оптимально. Хоч швидко, хоч повільно. Паливна економія була вищою, ніж у гідравлічних АКПП. Але все було не так гладко.

При роботі варіатора двигун завжди залишався в одному діапазоні обертів, видаючи рівномірний монотонний звук, від якого незвичні водії швидко втомлювалися. Щоправда, у сучасних варіаторах вже існують спеціальні режими, які роблять роботу трансмісії звичнішою на слух.

Простій конструкції знадобилося складне та тонке комп'ютерне керування, яке не завжди працює нормально. Сам принцип дії варіатора недозволяє автомобілю рушити з місця. Тому в його конструкцію довелося впроваджувати гідротрансформатор, як у гідравлічних АКПП.

Варіатор використовує дуже дорогу трансмісійну олію, яку необхідно міняти раз на 30 тис. кілометрів. Ланцюг чи ремінь є дуже навантаженим елементом і рідко живе понад 120 тис. кілометрів, заміна досить накладна.