какие требования предъявляются к коробкам передач
Требования к коробкам передач
К коробкам передач предъявляются следующие основные требования:
Кроме того, к коробкам передач, как и к остальным механизмам автомобиля, предъявляют также общие требования: обеспечение минимальных размеров и массы, высокая надежность, минимальное обслуживание, технологичность.
Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к коробкам передач.
Высокий КПД
В механических ступенчатых коробках передач высокий КПД обеспечивается минимальным числом зацеплений для передач переднего хода (одно для двухвальных и два для трехвальных соосных), высоким качеством изготовления зубьев шестерен, применением подшипников качения, повышением жесткости основных деталей. В гидромеханических коробках передач — применением планетарных механизмов, блокированием гидротрансформатора, мероприятиями, снижающими величину отбора мощности на систему управления. Высокий КПД в рабочем диапазоне передаточных чисел, т.е. при длительном движении, необходимо обеспечить в бесступенчатых или комбинированных передачах.
Минимальные вибрации и шум
Это требование прежде всего относится к коробкам передач легковых автомобилей. Обеспечивается увеличением межосевого расстояния, оребрением картера, уменьшением расстояния между опорами валов, увеличением диаметров валов и другими мерами, повышающими жесткость основных деталей, а также повышением качества изготовления шестерен.
Удобство и легкость управления
Удобство, как и для любого органа управления, определяется обычно двумя факторами: удобным расположением рычага переключения передач (рукоятки контроллера), величиной его полного хода, который не должен превышать 100… 200 мм в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Однако при использовании раздаточных коробок и дополнительных коробок передач (делителей, демультипликаторов) применяют дополнительные органы управления. Часто автоматические коробки передач имеют дополнительные органы управления для изменения режимов переключения передач. Легкость определяется невысокими значениями усилия (не выше 100 Н), необходимого для перемещения рычага переключения передач.
Отбор мощности
В коробках передач отбор мощности предусматривается для привода дополнительного оборудования и осуществляется обычно от дополнительной прямозубой шестерни на промежуточном валу через левый или правый люки в картере коробки передач, к которым присоединяется коробка отбора мощности.
Рис. Основные типы конструкций механических коробок передач:
а — трехвальная девятиступенчатая с демультипликатором грузового автомобиля; б — двухвальная пятиступенчатая легкового автомобиля: 1 — ведущий вал; 2 — ведомый вал; 3 — планетарный демультипликатор; 4 — промежуточный вал; 5 — насос для смазки шестерен и подшипников; 6 — межколесный дифференциал; 7 — главная передача; 8 — ведомая шестерня повышающей (пятой) передачи
Для конструкций современных коробок передач характерно применение включения первой передачи и заднего хода зубчатыми муфтами (рис. а) вместо скользящих шестерен (у коробок передач легковых автомобилей часто первая передача, как и остальные передачи переднего хода, имеет синхронизатор (рис. б), а передача заднего хода выключается выводом из зацепления промежуточной шестерни, что обеспечивает снижение уровня шума).
В коробках передач грузовых автомобилей с дизелем часто применяют дополнительные коробки передач (делители или демультипликаторы — см. рис. а). В коробках передач легковых автомобилей используют комплекс мероприятий для снижения вибраций и шума и, как правило, применяют дополнительную повышающую передачу для улучшения топливной экономичности.
Назначение и требования к коробкам передач
Дисциплина: Конструкция Автомобилей и тракторов
Тема_2: Трансмиссии автомобилей
Лекция_3: «Механические коробки передач»
Назначение и требования к коробкам передач
Коробка передач (рисунок 2.15) предназначена для изменения в широком диапазоне крутящего момента, а следовательно, и тягового усилия на ведущих колесах автомобиля и скоростей движения, для обеспечения движения задним ходом, а также для длительного разобщения двигателя от ведущих колес при работе двигателя на холостом ходу.
Рисунок 2.15 – Коробка переключения передач
Крутящий момент на ведущих колесах необходимо изменять в соответствии с дорожными условиями для обеспечения оптимальной скорости и проходимости автомобиля, а также для наиболее экономичной работы двигателя.
Двигатель и трансмиссию необходимо разъединять на продолжительное время при работе двигателя на холостом ходу.
Задний ход автомобиля требуется для совершения автомобилем определенных маневров.
Изменение крутящего момента на ведущих колесах и скорости движения автомобиля осуществляется путем увеличения или уменьшения передаточного числа коробки передач, представляющего собой отношение скорости вращения ведущего вала к скорости вращения ведомого вала.
Наличие коробки передач в трансмиссии позволяет повысить тягово-скоростные свойства, топливную экономичность и проходимость автомобиля.
В зависимости от типа и назначения автомобилей на них применяются различные типы коробок передач (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Классификация коробок передач
| По изменению передаточного числа | По связи между валами | По управлению |
| Ступенчатые | Механические | Неавтоматические |
| Бесступенчатые | Гидравлические | Полуавтоматические |
| Комбинированные | Электрические | Автоматические |
В ступенчатых коробках передач передаточное число изменяется ступенчато и тяговая сила на ведущих колесах автомобиля также изменяется ступенчато. В бесступенчатых коробках передач передаточное число и тяговая сила на ведущих колесах изменяются плавно, а при гидромеханических коробках передач — и плавно, и ступенчато.
В неавтоматических коробках передач переключение передач осуществляется водителем вручную при помощи рычага переключения, расположенного на коробке передач или на рулевой колонке. В полуавтоматических коробках передач выбор необходимой передачи осуществляется водителем, а включение передачи производится автоматически. В автоматических коробках передач переключение передач происходит автоматически без участия водителя и в зависимости от условий движения.
На большинстве легковых и грузовых автомобилей применяются ступенчатые коробки передач, все большее распространение в настоящее время на легковых автомобилях и автобусах получают гидромеханические коробки передач, состоящие из гидротрансформатора и ступенчатой механической коробки передач.
Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомобиля к коробке передач предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми она должна обеспечивать:
• оптимальные тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля;
• бесшумность при работе и переключении передач;
• легкость и удобство управления;
• возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования.
Рассмотрим требования, предъявляемые к коробке передач.
Оптимальные тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля. Необходимые тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля, оптимальные для заданных условий эксплуатации, достигаются путем правильного выбора в коробке передач числа передач, диапазона передаточных чисел и соотношения (плотности ряда) передаточных чисел промежуточных передач.
Увеличение числа передач повышает степень использования мощности двигателя, топливную экономичность, среднюю скорость движения, производительность автомобиля и снижает себестоимость перевозок. Однако при увеличении числа передач усложняется конструкция коробки передач, увеличиваются ее масса, размеры, стоимость и затрудняется управление автомобилем. Кроме того, с увеличением числа передач возрастает время разрыва потока мощности от двигателя к ведущим колесам, что может привести к ухудшению тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля. В связи с этим максимальное число передач в коробках передач не превышает, как правило, 5 для легковых и 16 для грузовых автомобилей.
Плотность ряда передаточных чисел коробки передач определяется соотношением передаточных чисел промежуточных передач. При этом отношение передаточных чисел соседних передач должно изменяться по геометрической прогрессии.
Плотность ряда выше у коробок передач, имеющих большое число передач. Эти коробки обеспечивают автомобилю более высокие тягово-скоростные свойства и топливную экономичность, чем коробки с меньшим числом передач. В связи с этим у коробок передач современных автомобилей плотность ряда передаточных чисел делают в пределах 1,1. 1,5. Причем меньшие значения плотности ряда соответствуют высшим синхронизированным передачам.
Высокая плотность ряда передаточных чисел коробки передач кроме повышения тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля создает более благоприятные условия работы синхронизаторов, так как для переключения передач требуется меньшая работа трения. Благодаря этому размеры синхронизаторов могут быть уменьшены при сохранении достаточной их надежности.
Бесшумность при работе и переключении передач. Уровень шума, создаваемого коробкой передач при работе, зависит от качества, точности изготовления и типа зацепления шестерен. Большую часть шестерен выполняют косозубыми.
Косозубые шестерни создают меньший уровень шума. Эти шестерни обладают большей прочностью и долговечнее, чем прямозубые шестерни. Однако косозубые шестерни более сложные в изготовлении и при их работе возникают осевые силы, дополнительно нагружающие подшипники валов коробки передач.
Легкость и удобство управления. Легкое и удобное управление коробкой передач зависит от ее конструкции, способа переключения передач и конструкции привода управления, который может быть механическим, электрическим, пневматическим.
Легкость управления коробкой передач характеризуют усилие, прилагаемое к рычагу переключения передач, и сложность выполнения переключения передач. Переключение передач должно быть простым и не требовать затраты физических усилий.
Удобство управления коробкой передач обеспечивается применением синхронизаторов, расположением рычага переключения передач вблизи рулевого колеса и автоматизацией (частичной или полной) управления передачами.
Отбор мощности. В конструкциях коробок передач должна быть предусмотрена возможность отбора мощности для привода дополнительного оборудования (лебедки, насосы, подъемные механизмы и др.) на автомобилях высокой проходимости, специализированных (самосвалы, цистерны, рефрижераторы, самопогрузчики) и специальных автомобилях (коммунальные, пожарные, автокраны и др.).
Рассмотренные требования, которые предъявляются к различным типам коробок передач, позволяют анализировать и оценивать конструкции коробок передач и их совершенство.
Какие требования предъявляются к коробкам передач?
Изучая устройство автомобиля Renault, следует обратить внимание на важные требования, которые предъявляются к коробкам передач: предоставление надёжных тяговых и топливо – экономических показателей автомобиля; лучший коэффициент полезного действия; беззвучность работы; переключение без рывков; элементарность управления; отсутствие вероятности синхронного включения двух передач одновременно; надёжность конструкции и низкая стоимость; компактные размеры и вес.
Чтобы создать условия для обеспечения наиболее лучших топливных и динамических характеристик, необходимо правильно выбрать количество ступеней переключения в коробке передач, а также их количество передаточных чисел. Положительные стороны, увеличения количества ступеней, заключается в том; что тяговые усилия автомобиля и топливная экономичность станут лучше, но минусы такого улучшения в усложнении её конструкции, возрастёт её масса и габариты, а также усложнится способ управления коробкой передач. При этом возрастёт время переключения передач, что может привести к потере динамики транспортного средства.
Удобность и лёгкость пользования напрямую зависит от способа переключения, её строение привода переключения и способа переключения передач. Переключение с одной на другую передачу происходит за счёт зубчатой муфты, подвижных кареток, фрикционных или электромагнитных элементов и муфт синхронизаторов. Наиболее простыми и компактными являются коробки передач с каретками переключения. Но благодаря такому простому способу, переключение происходит с ударами в трансмиссии, вследствие этого необходимо использовать дополнительные усилия для перехода на другие передачи, нагружая тем самым выжимной диск сцепления и маховик двигателя. Такой способ не хорошо сказывается на ресурсе коробки передач и узлов сцепления. За счёт зубчатых муфт немного улучшается ситуация, но удары при переключении всё равно присутствуют. Благодаря зубчатым муфтам усложняется конструкция.
Для достижения лучшего безударного переключения устанавливаются синхронизаторы. Тем самым усложняется конструкция и процесс сборки коробки. В основном в коробках передач применяют комбинированный метод, это когда на маленьких передачах используются зубчатые муфты и каретки, а на высоких синхронизаторы. Все эти детали на шум особо не влияют. На шум влияют устанавливаемые шестерни, если устанавливаются прямозубые шестерни, то шум будет сильным, при установке косозубых и шевронных шестерней шум становится значительней меньше.
2017-10-24 Коробка передач автомобиля (КПП)
Трансмиссия автомобиля состоит из ряда важных деталей, одна из которых коробка передач (КПП). Этот узел в обязательном порядке ставится на любую легковую машину. Основное предназначение коробки переключения передач – своевременная передача определенного крутящего момента от мотора непосредственно на ось, к ведущим колесам. Вспомогательные функции состоят в изменении направления, а также величины передаваемого крутящего момента.
Ряд коробок в своей конструкции имеют узлы, дающие возможность разъединять трансмиссию и силовой агрегат на определенный период времени. То есть, по сути, это сцепление, интегрированное в коробку передач. Речь идет о таких видах КПП, как вариатор (CVT), у которого сцепление может иметь различные конструкционные схемы, коробка автомат с гидротрансформатором, роботизированная коробка передач с актуатором сцепления.
Классификация
Трансмиссия автомобиля может оборудоваться коробками, которые существенно отличаются по своему принципу действия, способу передачи заданного крутящего момента, конструкционным особенностям, включая способ взаимодействия между собой валов.
Принцип работы и варианты передачи необходимого крутящего момента
По своему принципу действия коробка передач (КПП) бывает ступенчатой и бесступенчатой, третий вариант – комбинированные коробки, используется очень редко.
По способу передачи определенного крутящего момента на легковых машинах применяется несколько основных решений:
Механика, робот и автомат это ступенчатые коробки передач, вариатор – бесступенчатая. Есть еще один вид ступенчатых коробок – комбинированная, она же секвентальная, по принципу устройства механика, по способу переключения робот, по способу управления – автомат.
Способ взаимодействия и количество валов
В современных коробках передач применяется два основных способа взаимодействия между собой валов – механический и гидравлический. Механический применяется для вариатора, МКПП и АМТ, гидравлический предназначен для АКПП, а также вариатора.
Механический, в свою очередь, реализуется путем использования:
Гидравлический тип взаимодействия валов в чистом виде встречается очень и очень редко. Речь в преобладающем числе случаев идет о гидромеханической схеме, базирующейся на установке гидромуфты или гидротрансформатора, а также планетарной механической передачи.
Следующий важный параметр классификации – количество валов. Самые распространенные схемы три:
И для полноты картины четвертая – безвальная МКПП, очень редко используемое решение.
Двухвальная схема основана на установке двух валов, один первичный (ведущий), второй вторичный (ведомый). Классика жанра.
Трехвальная схема сложнее. Вала три, помимо двух вышеобозначенных есть еще и промежуточный. Помимо этого такая схема может быть соосной или несоосной (предполагает установку раздаточной коробки).
Многовальная схема соответствует двухвальной, только ведомых, а иногда и ведущих, валов бывает несколько.
Варианты переключения и включения передач
В ступенчатых коробках может использоваться ряд основных способов переключения передач. Применяются решения на основании:
И последний вариант, укажем для общего развития, основан на использовании инерционных и центробежных муфт.
Еще отметим два важных момента. Первый – количество муфт, от этого напрямую зависит количество ходов, начиная с двухходовых и более. Второй. Коробка передач (КПП) современных моделей с целью выравнивания текущей угловой скорости шестерен может оборудоваться такой деталью как синхронизатор. Старые коробки шли без синхронизаторов.
Включение определенной передачи в ступенчатых коробках может осуществляться рядом способов.
Способ первый – механический, с использованием селектора переключения передач, гидро-, а в ряде случаев и механического, привода. Такая схема характерна всем ступенчатым коробкам передач, в том числе МКПП, АКПП и АМТ.
Способ второй – полуавтоматический с установкой сервопривода, актуатора переключения передач. Сервоприводы различаются по источнику преобразования энергии. Он может быть вакуумным, электрическим, механическим, зачастую комбинированным.
Способ третий – автоматический. В данном случае все решает электроника на основании информации, поступающей с датчиков на ЭБУ , передающего команды на исполнительные механизмы.
И последний момент классификации ступенчатых коробок, на котором остановим внимание, – количество передач, включая заднюю. Тут возможны различные варианты.
Конструкция
Исходя из представленной выше классификации следует понимать, что вариантов устройства коробки передач бывает огромное количество. Причем производители изобретают все новые решения с целью обеспечения максимально надежной и эффективной работы пары трансмиссия – двигатель. Рассмотрим общие схемы.
Устройство МКПП
Главные элементы МКПП:
Дополнительно на современных моделях обязательно устанавливаются синхронизаторы – узел, который ставится на вал, предотвращает деформацию, последующее разрушение шестерен. Это основные элементы, используются и дополнительные.
Устройство АКПП
Все во многом зависит напрямую от производителя. Останавливаться на устройстве более подробно не будем, тема для отдельной большой статьи. Лишь отметим получившую наибольшее распространение схему. Она основана на использовании планетарных рядов с фрикционным переключением передач (пакетами фрикционов). Хотя возможны варианты, коробка автомат в конструкционном плане достаточно вариативна.
Конструкция АМТ
Отдельный разговор – роботизированная коробка передач с двойным сцеплением, она же преселективная. Принцип ее работы базируется на том, что двигатель и трансмиссия находятся в постоянном сцеплении друг с другом. У нее первичных вала не один, как у всех, а два. Плюс две фрикционные муфты, электрогидравлический модуль, пакеты фрикционов и гидравлические цилиндры. Причем фрикционы имеют или концентрическое, или параллельное расположение. И еще сцепление используется либо с сухим картером «сухое», либо с мокрым картером «мокрое», в масляной ванне. В остальном существуют различия между производителями.
Конструкция вариатора
Сцепление отличается по конструкции, наиболее часто ставится автоматическое центробежное, электромагнитного типа с ЭБУ, многодисковое, как правило, с «мокрым» картером. Ряд производителей, не мудрствуя лукаво, используют классический гидротрансформатор.
Вариаторная передача в преобладающем числе случаев клиноременная или клиноцепная (пара раздвижных шкивов плюс цепь или ремень трапецеидальной, клиновидной формы), но есть еще тороидная (пара соосных между собой вала с тороидной, сферической поверхностью), встречается гораздо реже. Для общего развития. Существует такой вариант как магнитная и ряд других передач.
Неисправности
О том, что неисправна коробка передач (КПП), говорят многие факторы. Это посторонние звуки, нарушение динамики движения, в ряде случаев движение автомобиля вообще невозможно ни вперед, ни назад. Поэтому при малейших неисправностях необходима диагностика.
Диагностика
Также широко применяется инструментальная диагностика. А если есть электронный блок управления, то и компьютерная диагностика с использованием сканера. В ряде случаев проводится проверка коробки на стендах.
Если ситуация совсем запущена, то самая крайняя мера – демонтаж, разборка и дефектовка коробки.
Ремонт и обслуживание
Плановое обслуживание коробки передач надо проводить при каждом ТО, хотя бы осмотр и проверку состояния трансмиссионного масла или жидкости. При необходимости регулируются как коробка передач, так и трансмиссия в целом. Если диагностика указывает на неисправности, то производится восстановление или замена узлов и деталей коробки. В самых критических случаях коробка передач (КПП) меняется в сборе.
И последнее – современная коробка передач настолько сложное устройство, даже классическая МКПП, не говоря уже о АКПП, АМТ и такой «неженке», как вариатор (CVT), что самостоятельный ремонт или ремонт в гаражном кооперативе невозможен в принципе. Необходимо сразу обращаться в техцентр. Иначе может случиться так, что не только коробку придется менять в сборе, но еще получить в довесок капитальный ремонт двигателя .
Коробка передач
Назначение и особенности устройства КПП. Принцип работы коробок переключения передач. Специфика и плюсы разных видов.
Коробка передач или коробка переключения передач (КПП) – это один из важнейших агрегатов трансмиссии – наряду с карданным валом, сцеплением и задним ведущим мостом. Как составляющая трансмиссии КПП характерна для всех автомобилей ДВС.
Назначение и устройство
В корпусе устройства коробки передач с “механикой” объединены валы (2, 3 или более), синхронизатор, шестерни, рычаг для переключения скоростей, проволочные кольца, подшипники, сальники.
Устройство АКПП (КПП с “автоматикой”) представляет собой узел, в который входят гидротрансформатор, планетарный ряд, фрикционы, тормозная лента, узел управления (насос + маслосборник + клапанная коробка).
В основе роботизированных коробок могут лежать как решения механического типа с электрической либо гидравлической системой управления сцеплением и передачами, так и автоматические коробки, оборудованные электрогидравлическим приводом сцепления.
На сцеплении, шестернях, валах и синхронизаторах остановимся более подробно.
Сцепление
Предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленвала ДВС к первичному валу коробки передач.
Именно благодаря наличию сцепления двигатель на короткий промежуток времени можно аккуратно отсоединить от трансмиссии, а трансмиссию защитить от перегрузок.
Стандартная муфта сцепления большинства транспортных средств с механической коробкой включает маховик, нажимной диск, ведомый диск, выжимной подшипник, привод, вилку и выключатель сцепления.
Один двигатель соединен с колёсами, другой — с ДВС. В момент, когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются друг к другу и начинают совместное вращение.
Именно о классическом сцеплении как таковом чаще говорят при использовании механической коробки передач, а при езде с ДВС на АККП говорят о совмещенном решении сцепления и гидротрансформатора. Его непосредственная функция аналогична сцеплению. Но водителю не нужно совершать никаких рутинных действий и выжимать сцепление вручную. За него все будет делать сама КПП.
Что касается роботизированных решений типа DSG (с мехатроникой), то они располагают двумя сцеплениями. Наличие двух сцеплений ценно для повышения мощности транспортного средства, и при этом минимизации пробуксовок, оптимизации расхода топлива.
Ведь физически в момент переключения обороты двигателя при использовании двух сцеплений способны остаются на прежнем уровне.
На картинке ниже вы видите “поведение” сцепления в роботизированной коробке DSG в момент после переключения на вторую передачу.
Шестерни и валы
Шестерни и валы – главные «управляющие» крутящим моментом. Именно шестерни и валы помогают изменять передаточное отношение. Неотъемлемые элементы устройства всех механических КПП и некоторых АКПП (например, Honda).
Устройство механической коробки передач чаще всего сконструировано так, что оси валов находятся в параллельной плоскости. Сверху монтированы шестерни.
Первичный или ведущий вал (ведвал) посредством корзины сцепления присоединен к маховику. Выступы способствуют продвижению второго диска сцепления и направления крутящего момента на промежуточный вал посредством шестерни.
Конец вторичного вала примыкает к подшипнику на хвостовике ведущего. Так как нет фиксированной связи, валы независимы, и нет препятствий для того, чтобы они вращались в разные стороны. Нет препятствий и для варьирования скоростей.
Устройство автоматической коробки передач вместо шестерён и валов предполагает планетарный редуктор. Вращаются шестерни и валы всегда как единое целое. Но конструктивно это могут быть как разные детали, так и неразборный узел.
Синхронизаторы
Синхронизаторы – неотъемлемый элемент КПП с шестернями – кроме решений со скользящими шестернями. Физически работа синхронизаторов обязана силе трения.
Функция синхронизаторов – выравнивание частоты вращения шестерен и валов, благодаря чему создаются все условия для плавного переключения скоростей. Благодаря синхронизаторам КПП меньше изнашивается и меньше шумит.
Синхронизаторы активно присутствуют у МКП и роботизированных КПП. У автомобилей с планетарными АКП альтернатива синхронизаторам – фрикционные управляющие элементы. Синхронизаторы состоят из муфты, блокировочных колец, стопорного кольца, пружины, шестерён.
Как работает стандартный синхронизатор?
Казалось бы шагов достаточно много, но все это происходит за доли секунд – в момент включения водителем передачи.
Принцип работы механических коробок переключения передач
КПП с “механикой” во время работы задействуют различные комбинации зубчатых колес.
Принцип работы МКПП базируется на создании соединений между первичным и вторичным валом. Благодаря использованию шестерен с разным количеством зубьев трансмиссия подстраивается под условия на дороге, цели водителя.
При возрастании скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного величина крутящего момента от ДВС к колёсной базе уменьшается.
При уменьшении скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного вала величина крутящего момента, от двигателя к ведущим колесам, наоборот увеличивается.
КПП различны по количеству ступеней. Каждая ступень имеет свое передаточное число. Оно представляет собой отношение зубьев количества зубьев ведомой шестерни по отношению к числу зубьев ведущей шестерни.
У пониженной передачи – наибольшее передаточное число, а у повышенной передачи, наоборот, наименьшее передаточное число.Чем ниже передаточные числа, тем быстрее транспортное средство способно разогнаться.
При изменении передаточных чисел и скорости транспортного средства для кратковременного отключения коробки передач применяется сцепление.
В зависимости от конструкции КПП при этом могут быть двухвальные и трехвальные. И устройство, и процесс работы агрегатов несколько отличается.
2-х-вальная коробка передач: устройство и принцип работы
Рычаг переключения – в нейтральном положении: шестерни прокручиваются, крутящий момент от ДВС не передается к колёсам.
Отдельно на картинке показан задний ход. Для него в КПП есть задняя передача. Для коррекции направления задействуется промежуточная шестерня. Она монтируется на отдельную ось.
3-вальная КПП: устройство и принцип работы
3-х вальные решения популярны у авто с задним приводом.
Первичный вал работает в тандеме со сцеплением и отвечает за передачу крутящего момента к промежуточному валу. Все детали находятся в зацеплении. Принципиальное отличие – меньше потерь на трение при первой передачи и возможность обеспечить зацепление сразу двух пар зубчатых колёс. Соответственно у решения более высокий КПД на первой передаче.
Виды коробок переключения передач
Механические КПП
Главное при езде на механике научиться чувствовать, когда точно переключать передачи и как достигать нужную динамику.
Впрочем, умение работать с “механикой” – это не только безупречная езда, но ещё и продление службы эксплуатации самой КПП.
Один из неудобных моментов – требуется постоянно следить за тахометром. Но это важно. ДВС работает правильно, если параметры варьируются от 2,5 до 3,5 тысяч оборотов в минуту, если цифры другие, требуется переключить передачу.
Автоматические КПП
Наиболее популярны гидравлические “автоматы”. Крутящий момент у них передаётся с помощью турбин через рабочую жидкость.
Несмотря на то, что для машины с “автоматом” нужно больше топлива, чем с механикой и даже больше времени на разгон, всё чаще водители предпочитают именно “автоматы”. Ведь с ними гораздо удобней, чем с “механикой”.
Тем более, что современные АКПП адаптивны и могут беспрепятственно подстраиваться под абсолютно разные стили вождения. В том числе, спортивный.
Роботизированные вариаторы
Роботизированные (автоматизированные, полуавтоматические) КПП как агрегаты – это промежуточные вариант между “механикой” и “автоматом”.
Переключение может быть и ручным, и автоматическим, а вот управление устройством осуществляется посредством переключателя, джойстика.
Полностью вручную (при любом режиме) нужно только нажимать рычаг переключателя. А вот дальше при выборе автоматического режима работа будет возложена на робота. В том числе, автоматически согласуются частота вращения звеньев и оборотов ДВС.
Вариатор
Отдельно можно выделить вариатор. Это изменяющаяся трансмиссия или бесступенчатая КПП. Изменение передаточного числа производится в заданном диапазоне.
Вариаторы позволяют достигнуть наивысшую топливную экономичность, ведь нагрузки в таких решениях идеально согласованы с оборотами коленвала.
Есть вариаторы, которые по своему устройству ближе к МКПП (с центробежным сцеплением), есть решения, которые ближе к АКПП (такое устройство включает гидротрансформатор).
Но, увы, любая конструкция не позволяет создать очень мощный вариатор. Поэтому на практике поставить вариатор получается только на легковые автомобили, всевозможную мототехнику (очень популярный вариант для скутеров), но не на большегрузный коммерческий транспорт (автобусы, грузовики), т.е. транспортные средства, которые как раз и “съедают” больше всего топлива.
Исключение составляют только лёгкая коммунальная, сельскохозяйственная техника.