Трансмісія: види коробок передач

Як відомо, КПП - один з найважливіших вузлів автомобіля, що відповідає за передачу крутного моменту від колінчастого валу двигуна до провідних колес. Сучасні автомобілі оснащені механічною або автоматичною трансмісією.

При цьому види КПП автомобілів можуть значно відрізнятися, так як крім МКПП (механічна коробка передач) та АКПП (класична коробка автомат гідромеханічного типу), також існує секвентальна механічна коробка, РКПП (роботизована коробка автомат або механічна коробка з електронним керуванням), варіатор (безступінчаста) коробка передач) і т.д.

Всі типи і види коробок мають відмінності в роботі, конструкцію та функціональності. У статті ми розглянемо, які види МКПП і види АКПП бувають, і навіть основні особливості різних типів трансмісій.

Механічна трансмісія автомобіля та види МКПП

Отже, МКПП — найпростіша, ремонтопридатна та не дорога в обслуговуванні трансмісія. На механіці щаблі перемикає безпосередньо водій фізичним зусиллям, що додається до важеля перемикання передач. Перемикання відбуваються з вичавлювання педалі зчеплення. МКПП діляться за кількістю щаблів і поділяються за кількістю валів.

Механіка за кількістю щаблів буває:

• чотириступінчаста;
• п'ятиступінчаста (найпоширеніший варіант);
• шестиступінчаста та більше.

Типи МКПП за кількістю валів:

• тривальні (застосовуються в автомобілях з переднім та заднім приводом, у вантажних автомобілях);
• двовальні (застосовуються в легкових автомобілях з переднім приводом).

При цьому МКПП, виходячи зі своїх конструктивних особливостей, має свої позитивні та негативні сторони. До речі, на практиці багато автолюбителів СНД часто вибирають механіку, тоді як у розвинених країнах автомат практично повністю витіснив даний тип трансмісії.

Плюси МКПП:

• економія пального;
• найкраща динаміка;
• можливість забезпечення більш повного контролю за автомобілем;
• ресурс та тривалий термін експлуатації.

Мінуси МКПП:

• перевантаження мотора та коробки при неправильній експлуатації та некоректному перемиканні передач;
• постійна робота водія транспортного засобу з важелем перемикання передач та педаллю зчеплення під час руху автомобіля.

Види АКПП: типи автоматичних коробок

До автоматичних трансмісій можна віднести класичний гідроавтомат (АКПП), роботизовану трансмісію (РКПП) та трансмісію варіаторного типу (CVT).

• Гідроавтомат - класична коробка гідравлічного типу, призначений для перетворення та передачі крутного моменту від колінчастого валу ДВЗ до колес за допомогою гідротрансформатора. Щаблі в таких коробках реалізовані у вигляді планетарної передачі та перемикаються за рахунок тиску трансмісійної рідини, створюваного гідронасосом.

АКПП цього типу можуть бути як 4-ступінчасті, так і 5, 6, 7 і навіть 8 ступінчасті. Все залежить від класу автомобіля та силової установки, що працює у парі з автоматичною коробкою.

Плюси АКПП:

• простота керування транспортним засобом;
• надійність, оскільки технологію виготовлення гідроавтоматів відпрацьовано за довгі роки їх виробництва.

Мінуси АКПП:

• частковий відбір і втрата потужності двигуна через гідротрансформатор, через який передається крутний момент;
• затримка при перемиканні щаблів;
• підвищена витрата палива;
• дорожнеча в ремонті та обслуговуванні.

Ще слід виділити обмеження з буксирування, тривалі пробуксовування коліс на слизькій поверхні можуть призвести до перегріву та швидкого виходу з ладу автоматичної трансмісії.

• Роботизована коробка автомат – трансмісія, яка виконує ту ж саму функцію, що і класичний автомат. При цьому РКПП спроектована таким чином, що за конструкцією вона більше нагадує звичайну механічну трансмісію, оскільки в ній є диск зчеплення і шестерні передач на валах. Але саме перемикання передач і вичавлювання зчеплення виконується електромеханічним вузлом (мехатроніком) або сервомеханізмами.

Плюси РКПП:

• коробка-робот простіше та дешевше у виробництві, ніж класичний гідроавтомат;
• висока швидкість перемикання щаблів без затримок;
• гарна ремонтопридатність КПП;
• можливість вибору передачі вручну.

Мінуси РКПП:

• ненадійність блоку управління/сервомеханізмів;
• мінімальний ресурс дисків зчеплення;
• вихід з ладу чи некоректна робота мехатроніка;
• більш вимоглива до трансмісійного масла, ніж механіка;
• вібронавантаженість та шумна/жорстка робота РКПП з однодисковим зчепленням, помітні поштовхи при різкому наборі швидкості (не на всіх моделях).

Додамо, щоб якнайбільше скоротити час зміни щаблів (швидкість перемикання передач), виробники розробили та налагодили випуск роботизованих трансмісій з 2 зчепленнями. У цих трансмісіях кожен диск зчеплення відповідає за включення певного ряду передач, тому перемикання щаблів відбувається практично моментально та непомітно для водія.

Також для збільшення ресурсу дисків зчеплення роботизованої коробки інженери пішли ще далі і розробили двох дискову роботизовану коробку передач із мокрим зчепленням. В цьому випадку диски зчеплення занурені у масляну ванну.

• Коробка варіатор або CVT (безступінчастий автомат варіаторного типу) виконує такі самі завдання, що й інші автоматичні коробки, але має принципові конструктивні відмінності.

Принцип роботи варіаторної коробки полягає у наявності двох конусів та шківів, встановлених у корпусі коробки, які з'єднані між собою ременем (ланцюгом). До одного з конусів подається крутний момент безпосередньо від колінчастого валу, а інший через диференціал з'єднаний з півосями.

Залежно від того, як сильно водій тисне на педаль акселератора, електронний блок управління змінює діаметр шківів, тобто підводить ремінь таким чином, щоб обидва конуси оберталися з тією чи іншою швидкістю один до одного.

Відповідно, це дозволяє гнучко змінювати передатне відношення, плавно змінюється швидкість автомобіля. Варіаторна коробка передач завдяки особливостям конструкції працює за особливим алгоритмом, а саме:

• при різкому натисканні на педаль акселератора оберти двигуна швидко сягають максимуму;
• автомобіль плавно і швидко розганяється, тяга рівна та постійна;
• на всьому проміжку активного розгону в салоні автомобіля чути монотонний звук ДВЗ на одних і тих же обертах.

Щоб усунути ці недоліки, виробники на програмному рівні внесли зміни до алгоритму роботи блоку управління варіаторної коробки передач (блок управління імітує ривки, що нагадують перемикання щаблів на класичному автоматі, а також з'явилися так звані фіксовані віртуальні передачі).

Плюси варіатора:

• немає значного відбору потужності ДВЗ, тому коробка може встановлюватись на малолітражних автомобілях;
• CVT мінімізує витрату палива;
• розгін постійний, без розриву тяги та втрат моменту.

Мінуси варіатора:

• неможливість установки в парі з потужним мотором (у варіаторної коробки межа передачі крутного моменту не висока, як наслідок, можуть вийти з ладу ремінь і шківи);
• протипоказані різкі старти з місця через недопущення пробуксовування варіаторного ременя;
• заборонено буксирування важких причепів, що теж призводить до пробуксування ременя варіатора, перегріву та швидкого виходу з ладу варіатора.
• ремонт та обслуговування досить дороге порівняно з АКПП та РКПП.

Що в результаті

В даний час автовиробники пропонують велику кількість механічних та автоматичних трансмісій. Кожен виробник намагається довести експлуатаційні характеристики автомобілів і встановлених агрегатів до оптимальних показників у плані динаміки, витрати палива, прийомистості та комфорту в управлінні.

Що стосується КПП, розглянувши основні типи коробок, можна зробити ряд висновків. Насамперед, незалежно від того, скільки б позитивних характеристик не мала та чи інша трансмісія, вона все одно також матиме свої мінуси. Тому при покупці автомобіля, обладнаного МКПП або АКПП, необхідно окремо враховувати всі нюанси.