Трансмиссия с 9, 10 передачами, ее преимущества и слабые стороны

Назначение и устройство МКПП

МКП на данный момент не самые распространенные, хотя тоже широко используются благодаря надежности, простоте конструкции, ремонтопригодности. Скорость выбирает и переключает водитель вручную. Главное назначение МКПП — преобразование крутящего момента и его передача от мотора на колеса, изменяя передаточное число.

Устройство МКПП:

1. корпус, он же картер;
2. два, три или больше валов: ведущий, ведомый (может быть два или больше), промежуточный (если модель с тремя валами);
3. шестерни валов;
4. рычаг переключения скоростей;
5. синхронизатор (2 блокировочных кольца, муфта, сухари),
6. проволочные кольца;
7. подшипники, сальники.

По количеству валов МКП делятся на:

• двухвальные;
• трехвальные.

По количеству ступеней бывают

• 4-ступенчатые;
• 5;
• 6.

Неотъемлемая часть МКП сцепление, отсоединяющая коробку от мотора, не повреждая в процессе переключения агрегаты. Говоря упрощенно, сцепление выключает крутящий момент, переключая двигатель и колеса на холостую работу.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

МКПП с двумя валами устанавливаются в легковые авто с передним приводом. Какое-то количество шестеренок вращаются, остальные закреплены, шестерни ведущего и ведомого валов зацеплены. На каждый вал обязательно установлен хотя бы один синхронизатор.

Принципиальная схема устройства двухвальной коробки передач

Для чайников принцип работы можно объяснить как соединение шестерен с разным количеством зубьев, чтобы приспособить работу двигателя (обороты) к постоянно меняющейся скорости автомобиля при разгоне или торможении.

Первичный вал через маховик соединен с коленвалом двигателя, передаточные числа передаются с него на вторичный, потом на передние колеса через главную передачу и дифференциал. Благодаря отсутствию промежуточного вала у такой КПП небольшие размеры.

Для соединения шестерен используются муфты синхронизаторов. При необходимости увеличить количество ступеней в КП устанавливают 2 или 3 вторичных вала.

Переключающий скорости механизм располагается отдельно от трансмиссии, связывается с ней тягами или тросиками.

Устройство механизма для переключения скоростей:

• рычаг выбора передачи, оснащенный тросом для ее включения;
• шток, оснащенный вилками;
• рукоятка для переключения скорости;
• блокирующий замок.

В процессе изменения скорости рычаг перемещается вертикально и горизонтально, переводя усилие на устройство, выбирающее нужную передачу.

Трехвальная коробка передач — устройство и принцип работы

Трехвальные коробки передач монтируются на автомашины с задним приводом, устройство и принцип работы мало отличается от агрегата с двумя валами, основное отличие конструкции — присутствие дополнительного (промежуточного) вала.

Устройство 3-вальной, 5-ступенчатой коробки передач

1 — первичный вал; 2 — крышка подшипника; 3 — выключатель света заднего хода; 4 — манжета первичного вала; 5 — задний подшипник первичного вала; 6 — шестерня привода промежуточного вала; 7 — сапун; 8 — шестерня 3-й передачи; 9 — передний картер; 10 — шестерня 1-й передачи; 11 — шестерня заднего хода; 12 — штоки переключения передач; 13 — шарик-фиксатор; 14 — пружина; 15 — рычаг переключения; 16 — защитный уплотнитель; 17 — колпак рычага; 18 — корпус рычага переключения; 19 — задний картер; 20 — вторичный вал; 21 — манжеты удлинителя заднего картера; 22 — сталебаббитовая втулка; 23 — шестерня привода спидометра; 24 — привод спидометра; 25 — задний подшипник промежуточного вала; 26 — шестерня 5-й передачи; 27 — болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода; 28 — промежуточная шестерня заднего хода; 29 — промежуточный вал; 30 — маслозаливная пробка.

Соединенный со сцеплением первичный вал через шестеренчатую передачу передает крутящий момент промежуточному, все шестерни которого жестко зафиксированы. Первичный и вторичный валы вращаются в одной оси, но независимо друг от друга. Шестерни первичного вала не зафиксированы, вторичный с промежуточным сцеплены постоянно. Между шестеренками вторичного вала монтируются выравнивающие скорость вращения синхронизаторы.

Механизм переключения (шток, рычаг, вилки), монтируется на корпус коробки. Устанавливается так же устройство, предотвращающее одновременное включение двух скоростей.

Существуют типы механических КПП с большим количеством ступеней (от 4-х до 6-и), оснащенные дополнительными коробками передач, которые называют редукторами. Они бывают понижающие (демультипликаторы), повышающие (мультипликаторы). Первые с двумя, тремя скоростями монтируются за КПП, до 3-х раз уменьшает передаточное число. Вторые монтируются перед КПП, в 2 раза увеличивают количество передач.

Варианты переключения и включения передач

В ступенчатых коробках может использоваться ряд основных способов переключения передач. Применяются решения на основании:

• подвижных шестерен кареток, на легковых машинах практически не ставится;
• зубчатых муфт, это стандартная схема для МКПП и АМТ;
• шестерен постоянного сцепления и торцевых кулачковых муфт, как правило, на спорткарах;
• фрикционов, так переключается АКПП.

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

Автоматическая коробка (АКПП)

Принцип работы коробки-автомат такой же, как и у ее аналога, механической коробки. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать и передавать крутящий момент.

Любая коробка-автомат состоит из 3-х элементов – гидротрансформатора, планетарного редуктора и гидравлической системы управления.

Гидротрансформатор – особый механизм, предназначенный для передачи крутящего движения при помощи рабочей жидкости — трансмиссионного масла для КПП.

Планетарный редуктор представляет собой узел или соединение, которое состоит из солнечной шестерни, коронной шестерни, водила и сателлитов. Это основной механизм коробки-автомата.

Гидравлическая система – симбиоз механизмов, которые позволяют осуществлять управление редуктором.

Автоматические коробки различаются по способу переключения, количеству передач, виду сцепления и виду актуаторов.

Автоматическая КПП способна обеспечить плавное автоматическое переключение передач без участия водителя. Такая коробка улучшает трансмиссию автомобиля, поскольку рабочая тяга всегда переходит только на колеса без резких изменений и прыжков скорости.

Среди недостатков такого типа КПП можно выделить:

• сложность и дороговизну конструкции и системы управления;
• низкий уровень КПД, который возможно улучшить только за счет увеличения количества передач;
• сложность в проведении ремонтных работ

История развития МКП, от Ford T до Bugatti Veyron

Со времен появления первого автомобиля и по наши дни конструкторы используют следующие типы МКП:

• 2-х ступенчатая планетарная коробка стояла на знаменитом Ford T, чей выпуск начался в 1908 году.
• 3-х ступенчатая МКП появилась в 1920 году. Просуществовала до конца 60-х годов двадцатого века. Встречается на раритетных автомобилях, находящихся в частных коллекциях.
• Четырехступенчатая МКП появилась на свет всего на три года позже трехступенчатой. Но из за отсутствия синхронизаторов плохо выдерживала ударные нагрузки при использовании неопытным водителем. Большинство производителей устанавливали на свои автомобили трехступенчатую МКП, четырехступенчатая считалась спортивной опцией.
• Пятиступенчатая коробка передач появилась в 70-х годах прошлого столетия, а уже через десять лет ей оснащалось подавляющее большинство легковых автомобилей.
• 6-ти, 7-ми, 8-ми ступенчатые коробки разрабатывались с 2000 года, и на данный момент устанавливаются на автомобили Элит класса. К примеру, 5-ти ступенчатая коробка, оснащенная двумя дополнительными передачами Overdrive, стоит на BMW M5.

Статья в тему: Почему троит двигатель инжектор и работает нестабильно

Роботизированная коробка (РКПП)

Роботизированная КПП предназначена для выполнения тех же функций, что и предыдущие типы КПП. Данный тип коробки передач представляет собой механическую КПП, в которой все выполняемые функции по включению и выключению сцепления, переключению передач полностью автоматизированы.

Современные роботизированные КПП оснащены двойным сцеплением, которое обеспечивает легкую и плавную передачу крутящего момента на одном потоке мощности.

Коробки-роботы работают исключительно под управлением современных электронных систем. Подобные коробки передач имеют более высокий КПД, компактные размеры, они надежны, эффективны, долговечны и при этом имеют конкурентную цену.

Роботизированные коробки устанавливаются как в бюджетные модели автомобилей, так и в автомобили экстра-класса.

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.

Принцип работы АКПП

Сразу после запуска мотора в гидротрансформатор («бублик») попадает трансмиссионное масло. Оно обеспечивает повышение давления внутри и запуск лопастей центробежного насоса. После переключения рычага и нажима на педаль, число вращений увеличивается. Одновременно возрастает скорость вихревых масляных потоков. Жидкость переходит на реактор и постепенно возвращается к турбинам, усиливая их эффективность. Крутящий момент переходит на колёса. Транспортное средство приведено в движение. Гидротрансформатор автоматически изменяет крутящий момент и берёт на себя функцию сцепления.

После набора заданной скорости лопастные турбины и насосные колеса двигаются одинаково. Вихри масла при этом попадают на реакторное колесо с другой стороны, потому что движение обеспечивается только в одну из сторон. Если машина идёт в гору, колеса частично останавливаются и передают центробежному насосу больше крутящего момента.

По команде электронного блока тормозная лента с фрикционами производит замедление пониженной передачи. Это приводит к усилению потоков масла, пропускаемых через клапан. Далее происходит переключение на повышенную передачу без потери мощности.

Если машина останавливается или снижается скорость её движения, давление рабочей жидкости уменьшается и передача переключается вниз. После выключения мотора исчезает давление, нагнетённое в гидротрансформаторе, поэтому невозможно запустить машину с толкача.

Что отвечает за переключение передач в АКПП? Процесс изменения передач в коробке происходит при увеличении или уменьшении давления рабочей жидкости, а на это влияет ЭБУ – электронный блок управления

Вес коробки передач составляет 70 кг в незаправленном виде. Но, езда при этом невозможна

Важно поддерживать правильное давление рабочей жидкости – на уровне 2,5-4,5 бар

Видео: Автоматическая коробка передач — как она работает

В видео представлено понятное описание устройства и принципа работы автоматической коробки передач.

Сeмиступeнчaтaя мexaничeскaя кoрoбкa пeрeдaч oт Porsche oбeщaeт взoрвaть рынoк.

Замена манжеты вторичного вала коробки передач ВАЗ-2107

Ни для кoгo нe будeт бoльшим сeкрeтoм, чтo всe нoвыe мoдeли aвтo пoявляются нa свeт бeря зa oснoву кoнструкцию свoиx прeдшeствeнникoв. Рaбoтники автокомпаний просто на просто берут предыдущую модель, меняют в ней кое-какие элементы кузова, внутренностей, добавляют пару последних технологий и на свет выпускается новая модель автомобиля. Иногда, такой поход дает очень хороший результат и на свет рождаются очень успешные модели транспортных средств, обладающие своей харизмой и популярностью у покупателей.

Примером вышесказанного могут служить автомобили Porsche 911, Boxster и Cayman. В данных моделях из поколения в поколение берется что-то от предыдущей модели, незначительно дорабатывается и выпускается в продажу. Как результат такого подхода, миру была представлена первая 7-ступенчатая механическая коробка передач, которая есть не что иное, как ответвление от представленной 3 года назад 7-ступенчатой автоматической коробки Porsche Doppel- kupplung (далее PDK) с 2-ым сцеплением. Семиступенчатая механика будет доступна уже в конце 2013 года в модели Carrera S и в модели 991.

При разработке новой коробки передач, конструкторы компании Porsche плотно сотрудничали с компанией ZF. Целью этого сотрудничества было изготовление таких агрегатов автомобиля, которые отвечали бы требованиям спортивной модели авто.

Так что же это за необыкновенная коробка? Из чего она состоит и как функционирует? На все эти вопросы попытаемся ответить в данной статье, при помощи нашего надежного помощника – интернет – сервиса по поиску автозапчастей https://zap-online.ru, где вы всегда можете заказать и купить автозапчасти на любые марки авто.

Из чего состоит механическая семиступенчатая коробка переключения передач?

Новая коробка по сути состоит из двух частей или из двух коробок передач. Каждая коробка состоит из 3-х выплавленных из алюминия долей сплоченных в одно целое – задняя, передняя и съемная крышка. Хоть оговариваемые части вылиты в различных вариантах для различных коробок передач, с целью удовлетворения их особых потребностей, примерно 1/3 всех внутренностей в обоих частях идентичны между собой. Общие только входной вал, основной вал, некоторые из передач и дифференциал. Если подвергнуть сравнению механическую и автоматическую коробку, то первая обладает двумя входными валами. Выходной вал имеет также фланец привода генератора, передающий в полноприводных моделях крутящий момент на переднюю ось.

Механическая коробка смазывает свои части и механизмы тремя с половиной литрами гипоидного трансмиссионного масла. Автоматической PDK нужно 2 вида смазки: помимо трех с половиной литров гипоидного масла, PDK нуждается в 5,7 литрах гидравлического, дабы содержать во влажном состоянии цепь управления и сцепление. Также различен вес коробок. Если вес автоматической коробки равен 120 килограммам, то вес механики составляет 90 килограмм.

Предельного разгона (290 – 310 километров в час) модель 911 достигает на 6-ой передаче имея в запасе еще седьмую. 7-ая передача позволяет сделать пробег по трассе стабильным, экономя топливо автомобиля.

Мы преклоняем голову перед конструкторами компании Porsche за их изобретение семиступенчатой механики. Надеемся в скором времени увидеть этот агрегат и в других моделях Porsche.