Виды коробок передач автомобиля: особенности и отличия

Принцип работы МКПП

Начало движения машины, медленная езда по плохой дороге вызывает большое сопротивление. Автомобилю с механической коробкой передач в таком режиме требуется максимально большой крутящий момент.

КПП при этом выполняет функции понижающего редуктора и даже при больших оборотах транспортное средство двигается с относительно небольшой скоростью. После прекращения разгона водитель переключает режим, и частота вращения коленвала вновь возвращается в оптимальный диапазон.

Равномерное перемещение по плоскости требует меньших усилий, которые и обеспечиваются повышенными передачами.

Принцип работы механической коробки передач состоит в создании соединений между ведущим (входным) валом и ведомым (выходным) через сочетания шестеренок с разным количеством зубьев. Это позволяет подстраивать трансмиссию под изменяющиеся условия движения транспортного средства.

Для чайников, как принято называть неспециалистов, принцип работы механической коробки передач можно объяснить буквально в нескольких словах. Устройство обеспечивает нормальную работу двигателя за счет изменения числа оборотов, увеличивая или уменьшая усилие на ведущих колесах. Это позволяет удерживать наилучший режим работы силового агрегата при трогании с места, разгоне и снижении скорости.

Такой принцип работы МКПП сохраняется у всех машин: и с полным, и с задним, и с передним приводом. Устройство трансмиссии в каждом из случаев имеет свои особенности, но при этом основные элементы конструкции и их назначение сохраняются. Перемена передаточного числа происходит за счет введения в действие определенной комбинации из шестеренок с разным количеством зубьев.

Данные соотношения для каждого двигателя подбираются индивидуально в ходе расчетно-конструкторских работ и натурных испытаний. При этом учитывается множество факторов и, в первую очередь, параметры двигателя. Физический принцип работы МКПП при этом остается неизменным, водитель управляет изменением режима вручную путем переведения рычага из одного положения в другое.

Видео — механическая коробка передач, принцип работы:

Наглядное представление о принципе работы МКПП можно получить после просмотра видео ролика. Схематическое анимированное изображение как нельзя лучше демонстрирует взаимодействие деталей между собой. Такие материалы обеспечивают понимание происходящих процессов, особенно при переключении режимов работы.

Разновидности КПП: от механики до вариатора

Что такое АКПП и ее виды

Автоматическая коробка переключения передач — один из видов трансмиссии, при которой без вмешательства водителя выставляется необходимое передаточное число, подобранное под режим движения и другие факторы.

С технической точки зрения автоматической КПП считается только планетарная часть узла, напрямую связанная с переключением передач, и совместно с гидравлическим трансформатором образовывает единый автоматический агрегат.

К автоматическим коробкам передач принято относить классическую с гидротрансформатором, роботизированную КПП и вариатор.

Классическая автоматическая коробка передач

Гидротрансформаторная КПП является популярной и классической моделью трансмиссии, устанавливаемой на большинстве сходящих с конвейера в настоящее время автомобилях.

Коробка автомат состоит из планетарного редуктора передач, управляющей системы и гидравлического трансформатора, который и дал ей название — гидротрансформаторная КПП. Устанавливается как на легковых автомобилях, так и на грузовых транспортных средствах.

Роботизированная КПП

Коробка робот является своеобразной альтернативой механической КПП, только переключение скоростей происходит автоматизировано посредством электрических механизмов, приводящихся в действие электронным блоком.

Единственным сходством роботизированной КПП с классической автоматической коробкой является наличие сцепления в самом корпусе коробки.

Вариатор

Вариатор — устройство плавной бесступенчатой передачи крутящего момента на колеса.

Обеспечивает уменьшение расхода топлива и улучшает динамические показатели, щадящее состояние работы двигателя автотранспорта по сравнению с АКПП или МКПП.

Вариаторы бывают ременные, цепные и тороидальные. Из вариаторов наиболее распространен с клиновидным ремнем.

ТОП-10 лучших интернет-магазинов шин — Рейтинг 2021 года

Режимы работы

Чтобы понять, как работает роботизированная коробка, водителю нужно научиться ею управлять. Выбор режима осуществляется селектором.

Режимы работы РКПП следующие:

 N — нейтральный. Режим включается после остановки, перед началом езды и при долгой стоянке.

 D — движение вперед. Иногда этот режим обозначают как А/М или Е/М. Машина движется вперед на режиме «драйв», при этом скорости переключаются автоматически.

 М — управление ручное. Машина двигается вперед, но водитель переключает скорости вручную, нажимая селектор или подрулевые лепестки.

 R — задний ход. Автомобиль движется назад.

Многие водители знают, что существуют такие режимы как «спортивный» и «зимний». Но не на всех РКПП они присутствуют.

Виды коробки-автомат

Автовладельцы традиционно называют коробкой всю трансмиссию автомобиля. С технической точки зрения, коробкой переключения передач считается только та часть агрегата, в которой располагается ряд планетарных шестерен, обеспечивающих переключение передач.

Автоматической трансмиссией можно считать любое устройство, переключающее передачи без участия водителя, но традиционно название «коробка-автомат» закрепилось за гидромеханической конструкцией. Условно к автоматам можно отнести также вариатор и роботизированную коробку.

Традиционная АКПП

Традиционная АКПП включает: гидротрансформатор, механическую коробку переключения передач и систему управления. И является, по сути, гидромеханической трансмиссией. Гидротрансформатор в коробке-автомат выполняет роль сцепления, т. е. обеспечивает плавную подачу и регулировку крутящего момента от двигателя к коробке передач. Все его детали заключены в корпус, в котором они находятся в специальной масляной жидкости – ATF.

При запуске двигателя начинает вращаться коленчатый вал, запускается движение насосного колеса гидротрансформатора. Оно перемещает рабочую жидкость ATF на турбинное колесо, которое начинает вращаться и передает крутящий момент на планетарные редукторы. Максимальную величину крутящего момента гидротрансформатор развивает на минимальной скорости.

По мере дальнейшего увеличения скорости вращение насосного и турбинного колеса выравниваются, происходит блокировка гидротрансформатора, и крутящий момент передается с двигателя на механическую коробку передач напрямую. Таким образом, при нажатии на педаль газа и увеличении скорости и наоборот — передачи переключаются автоматически.

Тип-троник

Конструкция тип-троник – это разновидность коробки-автомат, имеющая режим ручного управления. Водитель может выбирать передачи вручную во время движения путем перемещения рычага в направлениях «+» и «-». Строение такой коробки от традиционной принципиально не отличается, изменены только автоматика управления и рычаг переключения передач.

Управление автомобилем с коробкой тип-троник может выполняться в двух режимах: полного автомата и ручного управления. Ручной режим имитирует управление механической КПП спортивного автомобиля, но при этом не требует от водителя таких же серьезных навыков и квалификации, как от профессиональных спортсменов в режиме автогонок.

Роботизированная коробка

Эту трансмиссию можно условно отнести к автоматам, так как, по сути, она является механической коробкой, но с электронным управлением. Переключение передач и включение сцепления контролируются автоматикой. Водитель и условия движения обеспечивают вхождение информации, а работа самой коробки запускается электронным блоком, в который заложен определенный алгоритм управления.

В систему электронного управления входят датчики, которые воспринимают информацию о частоте вращения, положении рычага селектора, уровне и давлении масла. Они передают информацию в блок управления, который анализирует их и выбирает соответствующий алгоритм работы.

Роботизированная коробка может работать в двух режимах: полный автомат и полуавтоматический. Полуавтоматический режим позволяет водителю выбирать режим с помощью рычага вручную. Эта функция аналогична тип-тронику в АКПП. В некоторых источниках роботизированную коробку называют секвентальной КПП.

Вариатор

Вариаторная трансмиссия имеет общепринятое сокращение CVT, которое в полном виде в переводе означает «постоянно изменяющаяся трансмиссия». В вариаторе отсутствуют фиксированные передачи и переключение между ними. В процессе работы вариатор постоянно плавно меняет передаточное число по мере изменения скорости автомобиля, поэтому эта конструкция очень условно относится к коробкам переключения передач.

Конструкция вариаторной трансмиссии состоит из двух шкивов и натянутого между ними клиновидного ремня. Шкивы состоят из двух конусов, обращенных узкой частью друг к другу. Изменение передаточного числа происходит за счет плавного скольжения ремня по меньшему или большему радиусу шкива, поэтому при движении крутящий момент изменяется непрерывно и отсутствуют рывки.

Вариатор обеспечивает комфортное вождение, максимальную эффективность использования мощности двигателя и экономию топлива. Однако ввиду высокой сложности конструкции ремонт вариаторной коробки обходится очень дорого.

Что думают автолюбители о принципе работы механической коробки переключения передач

  1. АКПП или МКПП? Вот в чем вопрос.

    «В автошколе я учился водить машину с механической коробкой. После того как получил права, купил автомобиль с автоматической. Конечно, ездить на нем комфортнее, особенно, когда часто в пробки попадаешь. Однако рука постоянно тянется к ручке. А если в сугробе сядешь или еще где-нибудь застрянешь, на «автомате» выбираться в разы сложнее. И это его очень большой минус, кроме стоимости обслуживания и ремонта. В общем, я за «механику», а супруга за «автомат». Хотя, в целом, я не против АКПП».

  2. Механика лучше.

    «Автоматическая коробка, конечно, удобна, но КПД у нее очень низкий. Я за механическую трансмиссию, хотя, безусловно, здорово, когда передачи самостоятельно переключаются. У меня авто с роботизированной коробкой. Если надо спокойно ехать, то пользуюсь им в автоматическом режиме, если возникает необходимость в более динамичной езде, переключаюсь на ручной режим. А вообще, мне нравятся автоматические коробки в сочетании с мощным мотором».

  3. «Автомат» рулит.

    «Поклонники «механики» говорят о полном контроле, что никакая автоматика не сможет лучше, чем они определить необходимость переключения передач и т. п. Я ездил и на «автомате», и на «механике». Знание принципов работы механической коробки передач осталось, переключаюсь без затруднений, однако за несколько лет езды на «автомате», скучать по МКПП не доводилось. Что бы там ни говорили, а в городах, в условиях постоянных пробок, лежачих полицейских, светофоров, плохих дорог и прочих «радостей», постоянно дергать за ручку – удовольствие сомнительное».

  4. Механическая коробка удобнее.

    «Автоматическая коробка передач подразумевает большое количество механизмов, некоторые из которых, например, не дают возможности тормозить двигателем, другим категорически противопоказаны быстрые, резкие торможения. Этот недостаток я считаю существенным, поскольку он не позволяет эффективно проехать ямку или искусственную неровность. С помощью АКПП нельзя перегазовать, переключаясь на передачу или две ниже.

    Принципы работы механической коробки передач позволяют без проблем и торможений входить и выходить из любых поворотов, не терять крутящий момент, въезжая на клеверную развязку и сбрасывая скорость со 110 до 60 км/ч, чтобы войти в поворот. А когда колеса принимают прямое положение, я повышаю передачу и набираю скорость, чтобы безопасно встроиться в транспортный поток, двигающийся со скоростью свыше 120 км/ч.

    Знание принципов работы механики позволяет парковать автомобиль в таких местах, в каких с этой задачей не справиться ни один «автопарковщик». Достаточно отпустить педаль и ехать со скоростью пешехода. В общем, я за хорошую «механику», главное, чтобы у нее была настроена кулиса, короткие ходы и присутствовала информативная педаль сцепления».

  5. Нужно сравнивать.

    «Исходя из принципов работы механической коробки передач, к достоинствам МКПП я отнесу возможность заводить авто «с толкача», сколько угодно буксовать и ее неубиваемость (актуально для иномарок), хотя сцепление, конечно, менять придется. Среди плюсов «автомата» отмечу комфортность езды, что особенно чувствуется в пробках. Изучив основы работы, поменять «механику» на «автомат» очень просто, пересесть обратно на МКПП гораздо сложнее. Что касается динамических характеристик, я особой разницы не увидел».

Скачать руководство по эксплуатации в формате PDF

Поделки машины из бросового материала

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью
Возможность буксировки автомобиля

Kia Sportage первого поколения

Можете проверить сами, но коленная подушка безопасности дебютировала именно на Kia Sportage первого поколения еще в конце 1990-х.Можете проверить сами, но коленная подушка безопасности дебютировала именно на Kia Sportage первого поколения еще в конце 1990-х.

Если бы до подготовки этого материала меня попросили назвать автомобиль, удостоенный этого звания, я бы назвал Mercedes-Benz S-Class в 221 кузове или что-то из современной линейки Тойоты. Однако правильный ответ заставил удивиться по-настоящему. Причем даже дважды. Первым в мире серийным автомобилем с коленной подушкой является… Kia Sportage. Причем речь идет о кроссовере самого первого поколения, выпускаемого с 1993 года. Так что на сегодняшний день это единственный в мире автомобиль, оснащенный тремя подушками безопасности.

Первый автомобиль с кондиционером

Заканчиваем сегодняшнюю подборку, вспоминая первый серийный легковой автомобиль с кондиционером. Им оказался Packard 12 Sedan, дебютировавший на мотор-шоу в Чикаго в 1939-м. Впрочем, на тот момент кондиционер в автомобиле оказался скорее дорогой игрушкой (около 300 долларов — тогда как за 1000 долларов можно было купить автомобиль), поскольку не отличался эффективностью и требовал особого внимания.

Для охлаждения салона требовалось остановить Packard, открыть капот и вручную установить ремень на шкив системы кондиционирования. Кроме того, компоненты системы кондиционирования отнимали у автомобиля около трети багажника. Более-менее массовыми автомобильные кондиционеры стали лишь в 1950-е годы, а настоящий бум пришелся на 1970-е и 1980-е годы.

Источники

  • https://www.rockautoclub.com/cars-history
  • https://polnyi-privod.ru/obzor/pervyj-avtomobil-v-mire.html
  • https://autolirika.ru/interesnoe/pervyj-v-mire-avtomobil.html
  • https://auto.vercity.ru/magazine/13244_istoriya_sozdaniya_pervogo_avtomobilya/
  • https://fastmb.ru/autonews/autonews_mir/3500-kto-i-kogda-izobrel-avtomobil-pervye-modeli-i-ih-osobennosti.html
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8F
  • https://www.drom.ru/info/misc/71103.html
  • https://autohis.ru/benz.php
  • https://zen.yandex.ru/media/id/5e345fd853de5721ccf77150/samye-pervye-avtomobili-5e34634efeb8b677a6d4dbd2
  • https://www.zr.ru/content/articles/904464-samye-pervye-vspominaem-novat/

Механика: надежность и популярность

Наибольшей популярностью среди автолюбителей пользуется механическая коробка передач. Принцип ее работы заключается в работе двух зубчатых колес, одно из которых вращается двигателем, второе – передает вращение колесам. Переключение производиться механическим способом – водитель при помощи рычага переключения и педали сцепления (работая вкупе с педалями газа и тормоза) выбирает необходимую передачу, которая определяет крутящий момент и скорость автомобиля. Именно это у новичков вызывает затруднения – нужно уметь грамотно переключаться между скоростями, плавно отпускать сцепление и знать в какой момент включить ту или иную скорость. Установлена механика может быть на любой тип привода (задний, передний или полный).

Механика гораздо дешевле в обслуживании и ремонте, по сравнению с другими коробками. Автомобили на МКПП так же дешевле своих оппонентов. Конструктивно она тоже проще прочих вариантов, потому и ремонт/замена обойдутся для кармана в меньшую сумму, чем с остальными коробками передач.

Большая популярность механики объясняется тем, что она позволяет владеть автомобилем в большей степени, чем это позволяют сделать иные коробки. С механической коробкой водитель сам решает какую передачу включить, а потому скорость и крутящий момент находятся под его полным контролем. Благодаря чему расход топлива с такой коробкой оказывается наименьшим. Таким образом, механика обладает наивысшим КПД среди прочих коробок передач.

Подытоживая выше перечисленное стоит коротко изложить плюсы и минусы механической коробки передач. Из достоинств стоит выделить:

  1. наименьшую стоимость;
  2. простоту конструкции;
  3. меньший расход топлива, чем у автомобилей с другими коробками;
  4. высокую эффективность работы, позволяющую максимально хорошо владеть автомобилем;
  5. отличную динамика.

Из минусов можно выделить разве что необходимость постоянно «мутузить» рычаг и педали.

Автомат: удобство и легкость

Вторая по популярности коробка передач на сегодняшний день – автомат. Она представляет собой своего рода «усложненную» механику, в которую добавили механизм, самостоятельно переключающий передачи. Водителю нужно только выбрать один из четырех режимов (парковка, нейтралка, задний ход и драйв – езда) и нажать на педаль, а остальное за него сделает автомат. Что касается педалей, то их здесь две: газ и тормоз, сцепления нет. С точки зрения удобства управления автомобилем автоматическая коробка позволяет беззаботно и просто вести его, не требуя постоянного взаимодействия с рычагом и педалями – лишь выбор нужного режима и нажатие на педаль газа. Неплохой ступенчатый вариант коробки для беззаботной езды.

Но, учитывая более сложную конструкцию этой коробки, стоит учесть и более высокую ее стоимость (как при покупке автомобиля, так и в случае ремонта, если случится поломка, или прочего обслуживания). К слову, и весит АКПП больше, чем механика, потому и авто будет иметь массу немногим выше. Также придется повысить затраты на топливо, потому как автомат «кушает» больше, чем его главный конкурент – МКПП. У этих двух коробок достаточно много отличий, потому многие автолюбители задаются вопросом: что лучше механика или автомат, отличия в каждой из которых видны даже не вооруженным глазом (от стоимости до принципов работы и эксплуатации).

Из плюсов автомата выделяются:

  • удобное управление автомобилем без необходимости переключения передач;
  • возможность автомата менять передачу при максимальной мощности двигателя;
  • отсутствие отката при старте на ровном дорожном покрытии;
  • увеличенный ресурс работы за счет защиты коробки, отчего перегрузка и неисправность при неправильном переключении передач ей не страшны (механика в руках новичков в таком случае неизменно страдает);
  • встроенная противооткатная система, что позволяет предотвратить самопроизвольное движение автомобиля во время стоянки.

В числе минусов:

  • больший (в сравнении с механикой) расход топлива;
  • высокая стоимость покупки, ремонта, обслуживания;
  • динамика, уступающая МКПП;
  • временные задержки при переключении передач;
  • откаты при старте на наклонной площади.

Из выше изложенного видно, что МКПП и АКПП обладают широким рядом отличий, а потому и вопрос – что лучше механика или автомат – можно считать вполне закономерным.

Поворачиваем ключ

Как только мы включаем зажигание, автомобиль готов к движению. За счёт чего это происходит? Топливо, которое мы предварительно заправили в бак своего «железного коня», естественным путём или посредством механического побуждения попадает в камеру сгорания двигателя, а именно в его рабочие цилиндры. В зависимости от установленного оборудования тип топлива может быть разный: бензины различных октановых чисел, дизельное топливо («солярка» в простонародье), природные газы или их смеси (метан, пропан-бутан и др.), этанол, керосин и другие, более экзотические виды. Выделяющиеся при сгорании топлива газы толкают поршни в цилиндрах, а те, в свою очередь, заставляют вращаться коленвал и передают момент вращения на главную передачу. Отсюда вытекает определение двигателя как устройства, служащего для превращения тепловой энергии сгорания топлива в механическую работу. Но как теперь эту работу передать далее и заставить автомобиль двигаться, причём со скоростью, которая необходима нам в конкретный, данный момент времени?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector