МКПП, АКПП, РКПП, CVT, DSG, PDK — это сокращения, обозначающие автомобильное устройство — коробку переключения передач. Каждое из них имеет сложные механизмы, работающие для одной цели.
Коробка переключения передач служит элементом трансмиссии авто, передавая мощность от ДВС к ведущим колесам.
Ее назначение — расширить возможности оборотов и момента мотора. КПП обеспечивает эффективную работу силового агрегата, влияет на динамику движения и расход топлива. Набор предустановленных передаточных чисел — это коэффициент, изменяющий крутящий момент от двигателя.
Трансмиссия, в современных автомобилях количество которой может варьироваться от пяти до десяти, обеспечивает эффективную работу двигателя во всех диапазонах скоростей. Для начала движения чаще всего используется первая передача, хотя иногда применяют вторую (например, в грузовых автомобилях).
В зависимости от степени участия водителя, коробка передач может быть ручной или автоматической. В ручных коробках водитель самостоятельно выбирает передачу, а в автоматических — электроника выполняет эту функцию. К автоматическим коробкам относят не только гидромеханику, но и «роботов» и вариаторы. [1]Секвентальные КПП применяют преимущественно в гоночных автомобилях. Рассмотрим устройство каждого типа и принцип работы.
Механическая
Самый простой и надёжный в использовании тип трансмиссии легко опознать по третьей педали (сцепления) и рычагу переключения передач. В современных машинах может быть пять, шесть или семь ступеней, а также нейтральное положение и задний ход.
В простом виде главные части механической коробки передач следующие:
- Корзина сцепления соединяет и размыкают двигатель внутреннего сгорания и трансмиссию.
- Наборы зубчатых колёс с неровным профилем зубов, регулирующие передаточное отношение и обеспечивающие требуемую скорость.
- Устройства, позволяющие мягко переключать передачу.
Все располагаются на валах, количество которых может составлять два или три.
Первичный или ведущий вал Непосредственно соединен с двигателем посредством сцепления. Это позволяет отключать и включать передачу мотора. На конце входного вала закреплена шестерня, которая вращает следующую. промежуточный вал.
На нём установлено равное числу ступеней ведущих зубчатых колес различного размера. Каждое из них взаимодействует с шестеренками- ведомыми на вторичном или выходном валуШестерни третьего вала свободно вращаются на оси, в отличие от первых двух. Зубчатые пары формируются между шестернями и обеспечивают передаточное число и динамические характеристики передачи (например, «короткую», «длинную»).
В механической коробке передач переключение осуществляется вручную. Водитель, передвигая рычаг в салоне, приводит муфту к соответствующей зубчатой паре. Для предотвращения удара при срабатывании требуется выровнять частоты вращения валов — для этого служат синхронизаторы.
ПлюсыДлительный опыт использования в автомобилестроении, доступность ремонта и обслуживания, возможность ручного управления скоростью автомобиля.
МинусыДлительные переключения передач и работа педалью сцепления в пробках, а также небольшой диапазон скоростей.
Автоматическая
Классическая АКПП – это гидромеханическая коробка передач с двумя педалями у водителя и селектором вместо рычага. Селектор может быть в виде шайбы, кнопок или подрулевого переключателя режимов: P – парковка, D – движение, N – нейтраль и R – задний ход.
В отличие от механики, здесь передача крутящего момента сложнее, а электронный блок управления выбирает передачу. В современных автоматических коробках передач может быть до десяти передач.
Действие основано на давлении рабочей жидкости, откуда и пошло слово «гидро». Важнейшие детали — гидротрансформатор и планетарная коробка передач. [2].
- Гидротрансформатор «Бублик», неофициальное название из-за формы, передает крутящий момент от двигателя. Состоит он из трех лопастных колес: насосного, турбинного и реакторного. Все элементы закрыты герметичным кожухом и находятся в рабочей жидкости. Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя, а турбинное — с первичным валом коробки передач. При заведенном двигателе масло в «бублике», нагнетаемое насосом, непрерывно циркулирует через крыльчатки реактора. В результате механическая сила маховика ДВС переходит в гидравлическую, а крутящий момент передается на планетарный механизм.
- Планетарная КПП Это зубчато-шестерной механизм: центральная шестерня, сателлиты и неподвижная коронная шестерня. Вращение происходит в одной плоскости относительно центральной шестерни, как движение планет вокруг Солнца. Сателлиты вращают водило, через которое крутящий момент передается на выходной вал коробки передач. Для изменения передаточных чисел шестерни имеют разные размеры и двигаются внутри короны с разными скоростями.
ПлюсыИсключая редкие случаи, это надёжный и испытанный годами агрегат, обеспечивающий обычно спокойное и бесшумное передвижение.
Если поступаете таким образом, то «автомату» останется мало времени.
Минусы: Требует высококачественной трансмиссионной жидкости, простые узлы могут работать неэффективно, а ремонт при поломке будет дорогим и сложным.
Бесступенчатая
CVT, или вариатор, представляет собой принципиально иной вид трансмиссии по сравнению с другими типами. [3]Это устройство, которое нельзя назвать коробкой передач, потому что передач в нем нет.
В отличие от классического «автомата» или «механики», не имеет фиксированного числа предустановленных передач и генерирует неограниченное количество передаточных чисел. Такая гибкость обеспечивается работой двух конических шкивов, соединенных цепью или ремнем.
В бесступенчатой коробке один конус связан с валом двигателя, а другой передаёт мощность на ведущие колеса. Передаточные числа меняются по мере приближения и отдаления друг от друга шкивов. Электроника определяет, насколько сдвинуть шкивы.
Эти изменения постоянно происходят для поддержания наилучшей работы двигателя на оптимальных оборотах. Новые бесступенчатые коробки передач могут симулировать фиксированные передачи, поскольку подобное управление знакомо водителям.
Автомат или вариатор: что лучше и надежнее?
ПлюсыВариаторы теоретически сложнее в обслуживании, чем классические «автоматы», но лучшие образцы по сроку службы не уступают гидромеханическим коробкам передач.
МинусыВариаторы плохо реагируют на пробуксовку и преодоление высоких препятствий из-за чего цепь (или ремень) стирает поверхность шкивов.
Роботизированная
РКП или просто «робот» — комбинация автоматической и механической коробки переключения передач. Для заезда водитель, подобно водителю автомобиля с автоматической коробкой передач, выбирает один из режимов (D, P, N, R).
Автомобили со «штурманом»: 6 неявных правил управления.
Схема механизма похожа на механическую коробку передач, но управление передачами и работой сцепления осуществляется сервоприводами. Электроника управляет выбором необходимой передачи.
Вместо педали сцепления и рычага переключения передач установлены электромоторы, управляемые электроникой, которая управляет работой сцепления и переключением передач.
ПлюсыЭкономно в эксплуатации; позволяет водителю избежать ручного переключения передач.
МинусыЭлектроника требует времени для обработки действий водителя и переключения передач, что приводит к рывкам при разгоне. Высокая цена актуаторов также является проблемой.
Преселективная
Это роботизированная коробка передач с двумя сцеплениями [4]. Трансмиссия новая, активное внедрение началось в 2003 году. Сейчас её устанавливают на машины всех классов: от компактных хэтчбеков до спортивных автомобилей.
Работа этой коробки основана на том, что каждое сцепление управляет своей группой передач — четными или нечетными. В результате, при работе автомобиля на одной передаче, следующая уже выбрана и ожидает подключения.
Машина едет на второй передаче, ускоряясь. Электроника посылает сигнал, и автоматика перемещает муфту на третью передачу. Когда наступает момент, муфта, которая работала для второй передачи, отключается, а включается та, что предварительно выбрана для третьей передачи. Одновременно с этим освободившееся сцепление выбирает четвёртую передачу.
ПлюсыРезкое изменение режимов и большой расход топлива.
МинусыИз-за недостаточной надёжности инженерам не удалось сразу добиться успеха с этим типом КПП, из-за чего водители часто отказываются от таких коробок передач. «Преселективы» не всегда корректно функционируют на малых скоростях — в пробках могут проявляться рывки.
Секвентальная
Последовательная коробка передач — вид механической передачи, распространенный в спортивных и гоночных машинах.
В отличие от традиционной механики, работающей по Н-образному принципу, здесь осуществляется движение только поочередно. [5]Водитель в таком случае не сможет начать движение с второй передачи и сразу переключиться на четвертую. При использовании селективной коробки передач потребуется последовательно проходить все передачи, начиная с первой и заканчивая четвертой.
Устройство этой коробки похоже на обычную механическую, но имеет важные особенности.
- Отсутствует педаль сцепления, управление отключением вала осуществляет электроника.
- Применяются прямые шестерни вместо косозубых.
- Передач меняют гидравлические сервоприводы.
ПлюсыВысокая скорость переключения передач, отсутствие потери мощности при смене передачи и экономия топлива.
МинусыИз-за высокой износостойкости и дорогостоящего ремонта.
Неисправности коробки переключения передач
Как любой рабочий элемент, КПП подвержены износу и поломкам. Некоторым «коробкам» при бережном уходе удаётся служить сотни тысяч километров. Причину неисправности и особенности ремонта лучше доверить проверенным мастерам, например, официальным дилерам или специалистам в клубных сервисах.
На что стоит обращать внимание в работе КПП:
- ВибрацииНе должно быть такого. В противном случае следует проверить подушки КПП, к которым крепятся все детали узла. Подушки не только закрепляют коробку передач, но и гасят часть вибрации от движения валов и приводов.
- Хрусты/хрипы/стукиЕсли нет звуков, то всё нормально. Присутствие и усиление шумов — сигнал для посещения сервиса. Типы КППередач могут иметь различные причины возникновения неприятных звуков.
- Пинки и выбивание передачи Явные признаки могут указывать на серьёзную поломку. Лучше не рисковать и как можно скорее обратиться в мастерскую.
- Стружка в маслеДля надлежащего функционирования коробки передач необходимо своевременно менять масло. Для каждого вида и модели предусмотрены особые инструкции. Наличие металлической стружки при замене масла может потребовать разборки всей коробки передач – возможен износ шестерен.
Основные виды коробок переключения передач.
1. Механическая КПП (МКПП)
- Устройство: Педаль сцепления + рычаг переключения.
- Принцип работыВодитель переключает передачи при помощи синхронизаторов и шестерен.
- Плюсы:
- Надежность и простота ремонта.
- Прямой контроль над динамикой авто.
- Минусы:
- Утомительна в пробках.
- Ограниченное число передач (обычно 5–6).
2. Автоматическая КПП (АКПП)
- УстройствоГидротрансформатор и планетарные передачи. Кнопка переключения режимов (P, R, N, D).
- Принцип работыЭлектронная система управления подбирает передачу по давлению масла и оборотам коленвала.
- Плюсы:
- Плавность хода.
- До 10 передач (в современных моделях).
- Минусы:
- Дорогой ремонт.
- «Задумчивость» при переключениях.
3. Признаки неисправностей КПП
- Вибрации: Проверить опоры («подушки») КПП.
- Хруст/стук: Возможен износ шестерен или синхронизаторов.
- Выбивание передачи: Срочный ремонт!
- Металлическая стружка в масле: Сигнал о критическом износе.