Какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются

Какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются?

На сегодняшний день существует целый ряд разновидностей коробок передач — и речь не только об автоматических коробках — даже такие простые по конструкции «ручки» сегодня имеют различные подвиды и надстройки. Но прежде, чем мы перейдём реку знания об этом вброд, давайте чётко поймём, что такое коробка передач и для чего она нужна!

Как работает КПП?

Коробка передач в автомобиле (или на любом другом механическим транспортном средстве) — это рычажная (с точки зрения физики) пошаговая система, которая буквально передаёт энергию от двигателя колёсам — то есть та сила, которую вырабатывает двигатель, чтобы привести в движение колёса, сначала проходит через специальную систему, называемую коробкой переключения передач (или распространённой аббревиатурой — КПП). Образно и часто физически коробка передач находится между двигателем и ведущими колёсами — это своего рода посредник в процессе, который заставляет автомобиль двигаться, и это простая в случае механической КПП или вариатора (об этом ниже) и сложная практически во всех остальных случаях часть машины. Как правило.

Для объяснения логики работы КПП давайте вспомним физику школьной программы — рычажную систему. Помните, преподаватель, скорее всего, приводил в пример строительство знаменитых египетских Пирамид, когда строители должны были поднимать на огромную высоту тяжёлые камни. Или Вы вспомните систему рычагов из знаменитой фразы её первооткрывателя — Архимеда: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!». Суть её заключалась в том, что, к примеру, если Вы возьмёте длинную палку (это и будет рычаг), поставите её посередине на точку опоры, с одной стороны подвесите груз, а за другой возьмётесь руками, чтобы опустить его и тем самым поднять другой конец с грузом, то чем дальше от Вас будет находиться точка опоры, тем легче Вам будет поднять груз (меньше усилий прилагать для приведения в движение рычага), но тем большее расстояние пройдёт Ваша рука вместе с концом палки, за которую она держится. И наоборот — чем ближе Вы переместите точку опоры, тем больше силы Вам придётся приложить, чтобы передвинуть Ваш конец палки, но тем больше Вы переместите груз (и на бóльшую высоту, между прочим).

На самом деле рычажная система применяется вокруг нас практически везде — даже внутри нас — наши челюсти, ряд изгибов тела — всё это работает на системе рычагов. В быту в качестве примеров можно привести плоскогубцы, тачка для перевозки сыпучих материалов, классические открывалки бутылок — даже ножницы. Ну и, конечно же, коробка передач в нашем автомобиле.

Но возможно, принцип работы рычажной системы в коробке передач автомобиля проще всего будет понять на примере велосипеда, сравнивая две разновидности из них: классический советский односкоростной велосипед и современный горный хардтэйл с возможностью переключения скоростей. В односкоростном велосипеде у Вас всегда будет одинаковое соотношение частоты оборотов педалей и частоты оборотов ведущего (заднего) колеса, а это значит, что у Вас, к примеру, попросту не хватит сил, чтобы забраться в достаточно крутую горку, потому что Вы не сможете давить с такой силой на педали. С другой стороны, на высокой скорости, возможно, Вы бы смогли разогнать этот «чугунный» велосипед ещё быстрее, но Вы не сможете так быстро двигать ногами, хотя силы Вам вполне бы хватало.

А вот велосипед с возможностью переключения скоростей решает вышеописанные задачи: в нём используется та же система рычагов, но только не привычная нам, описанная выше — роль рычагов здесь играют звёздочки: ведущие и ведомые, которых на скоростном велосипеде целый набор — как правило, несколько (2-3) ведущих разных размеров, и ведомых (от 6 до 10) — также разных размеров. И вот, перебирая различные ведущие и ведомые звёздочки, перекидывая цепь, мы меняем передачи и, соответственно, требуемую для раскрутки колеса силу и скорость его вращения.

Так, если мы выберем самую маленькую ведущую звёздочку и самую большую ведомую, то мы получим самую низкую передачу и самое маленькое передаточное число (об этом ниже), когда нам потребуется много раз провернуть педали, чтобы колёса сделали хотя бы один оборот — проще говоря, активно крутя педали, мы будем ехать всё равно очень медленно, но зато сможем забраться таким образом в самую крутую горку. А вот если мы сделаем наоборот — выберем самую высокую передачу, то цепь будет накинута на самую большую ведущую звезду (где находятся педали) и самую маленькую ведомую и, таким образом, нам потребуется сделать всего 1 оборот педалей, чтобы колёса провернулись несколько раз и наш велосипед поехал, соответственно, очень быстро.

Собственно, коробки передач в автомобиле работают таким же образом, только не существует в автомобиле коробки, которая работала бы прямо вот так в точности как в велосипеде — имея набор звёздочек и цепь, соединяющую их. А ещё у авто, как правило, гораздо меньшее число возможных передач — обычно от 4 до 8 — чем старее коробка, тем меньше там, как правило, передач, а чем он новее, тем их больше; кроме того, чем быстрее должен ехать авто, тем там больше передач — речь здесь о легковых автомобилях. А вот в грузовых может быть и 10 и даже больше передач. А бывают и вовсе коробки без чёткого набора передач — точнее, их число у автомобиля бесконечно — речь идёт о вариаторе.

Итак, какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются друг от друга? Давайте начнём с основных и (пока) самых распространённых вариантов коробок в современном автомобиле.

Механическая коробка передач

Также известная как «ручка» или «механика», как было отмечено выше. Этот тип требует от водителя больше всего телодвижений во время ускорения или замедления автомобиля, Вам нужно постоянно давить на педаль сцепления, а затем переключать передачи вручную с помощью рычага переключения в центральной части салона автомобиля под панелью. Большинство современных автомобилей с механической коробкой передач имеют пять-шесть скоростей, не считая задней передачи. Это самый старый и самый простой тип коробок — в первые годы зарождения автомобилей, все машины оснащались механической коробкой передач.

В целом, устройство МКПП достаточно простое, эффективное и позволяет водителю иметь прямой контроль над автомобилем, за что механику любит отдельная категория водителей, которая любит всегда контролировать динамику машины. С другой стороны, механическая коробка всегда требует работы одной руки, особенно, в условиях города. Она также требует некоторого мастерства и немного практики, чтобы умело владеть механической коробкой передач и особенно правильно плавно отпускать педаль сцепления.

Вместо звёздочек роль рычагов в МКПП выполняют шестерни разных размеров, а вместо цепи эти шестерни напрямую зубьями на краях соприкасаются друг с другом. Рычагом переключения коробки мы попросту перекидываем шестерни друг на друга, меняя размеры работающих вместе ведущей и ведомой шестерни. На рисунке ниже Вы можете увидеть примерную схему работы 7-ступенчатой механической коробки передач.

При этом, во время переключения нам необходимы две очень важные вещи, которые являются непременными спутниками любой современной МКПП: сцепления, потому что во время переключения работающий двигатель должен быть отсоединён от коробки, и синхронизатора, потому что двигающиеся на высокой скорости шестерни не всегда возможно соединить так, чтобы пазы их зубьев совпали.

Автоматическая коробка передач

Разработанной ещё в далёком 1920 году и сильно модернизированной с тех пор, автоматической КПП снабжается большинство автомобилей, продаваемых на сегодняшний день. И легко понять, почему: на самом деле это из-за высочайшего удобства по сравнению с механической КПП. Просто переместите рычаг в положение «Драйв», и Вы едете вперёд, поставьте рычаг в режим «Rear», и Вы поедете назад. Но работа автоматических коробок передач крайне сложна — намного сложнее принципа работы МКПП и может стоить Вам значительно дороже в случае ремонта, дополнительные несколько десятков килограмм лишнего веса и немного увеличенный показатель расхода топлива из-за наличия в автомате гидротрансформатора. Более подробно о работе АКПП предлагаем почитать в специальной статье об этом.

Типичная автоматическая коробка передач

В прошлом большинство автоматических коробок передач имело три передачи (плюс задний ход), и, если в Вашем авто было четыре передачи, то у Вас был реальный спортивный автомобиль или роскошный седан. Сегодня и 4-хступенчатые автоматы — редкость, на современных машинах автоматические коробки передач имеют до восьми передач а по расходу топлива и динамике не уступают их более простым собратьям.

Все автоматы должны иметь специальные микрочипы (называемые в народе «мозги», которые являются частью бортового компьютера авто и будут контролировать порядок переключения на определённых оборотах и даже в зависимости от стиля вождения оседлавшего автомобиль человека.

Мы подобрали для Вас кое-что ещё интереснее: Как переключались передачи в самых неудобных коробках в истории?

Что такое автомат и что такое коробка робот

Итак, рассмотрим автоматическую и роботизированную КПП. Прежде всего, основной функцией всех АКПП и механики МКПП является передача крутящего момента от двигателя на колеса, а также изменение величины тяги в зависимости от ряда условий.

Если на механике водитель изменяет передаточное отношение вручную, то автомат выполняет эту задачу самостоятельно. Также АКПП отличаются по своему устройству и принципу работы. Другими словами, назначение у всех КПП одно, но конструктивно они все разные.

Если же вернуться к роботам (РКПП) и классическим автоматам (АКПП), отличия хорошо видны в сравнении. Автоматическая трансмиссия в основе с гидромеханическим агрегатом АКПП – довольно сложное в конструктивном плане решение.

Такой автомат представляет собой гидравлическую систему управления (гидротрансформатор, заменяющий сцепление и гидроблок), а также планетарный редуктор, содержащий все пары шестерен, находящихся в постоянном зацеплении. В зависимости от оборотов двигателя переключение передач в коробке осуществляется автоматически (без участия водителя).

Роботизированная трансмиссия (РКПП) – коробка, которая по своей конструкции напоминает механическую МКПП, только с блоком управления (гидро- и сервоприводы, управляющие работой сцепления и переключения передач и режимов).

Автоматическая КПП

В МКПП имеется механизм переключения передач и рычаг, с помощью которого происходит совмещение различных пар шестерен на первичном и вторичном валу. В АКПП эту работу выполняет автомат без участия водителя. Соединение двигателя с трансмиссией производится с помощью гидромуфты.

Хоть автоматика в любом проявлении и облегчает участь человека, к ней часто относятся с предвзятой осторожностью. Автоматика дорого стоит, ее сложно обслуживать и без определенных знаний ее «с молотком и зубилом» не отремонтируешь. Для водителей машин с АКПП большое подспорье: не надо давить на педаль сцепления (ее просто нет) и дергать ежеминутно за рычаг переключения передач (его в привычном виде тоже нет). А вот автомеханики автоматику побаиваются и не уважают.

Как и любой механизм, АКПП имеет свои плюсы ми минусы. Большой плюс заключается в том, что значительно улучшается комфортность езды. Гидротрансформатор «сглаживает» отношения между двигателем и трансмиссией, благодаря этому уменьшаются нагрузки на детали, а также увеличивается срок их службы. Минусом трансмиссии с АКПП является ее сниженный на 2-5% КПД.

Принцип работы автоматической коробки передач

АКПП помогает водителю сосредоточится на дороге и не отвлекает его на переключения передач в процессе вождения. Многие мужчины считают «автомат» женским вариантом и не хотят пересаживаться на него, оправдывая это тем, что хотят полностью контролировать свою машину. Таким водителям нужно напомнить, что все мощные автомобили бизнес-класса оснащены АКПП, так как механическая коробка не может обеспечить достаточный комфорт при движении.

Тем, кто хочет знать устройство своего автомобиля, нужно знать, чем отличается МКПП и АКПП. В устройстве «автомата главную роль играют редуктор и гидротрансформатор. Переключения передач напрямую зависят от давления масла, которое повышается или понижается, в зависимости от оборотов двигателя.

Настройки АКПП такие, что при повышении оборотов до 5 тысяч, передача автоматически повышается, а при снижении до 1500 оборотов – понижаются. Хотя данные настройки отличаются у разных автомобилей и зависят от темпа езды. Если разгон медленный, автомат может переключиться и на 3 000 оборотов, а если интенсивный – то и на 6 тысячах. Кроме этого, некоторые АКПП оснащены спорт режимом, который крутит двигатель до красной зоны, прежде чем переключить передачу.

Плавное переключение передач на «автомате» связано с тем, что переключения происходят плавно, а на МКПП шестерни фиксируются достаточно резко.

Современные АКПП можно разделить на три большие группы, хотя третья группа относится к гибридному типу:

1. АКПП классического типа;
2. Вариатор, который может снимать с мотора максимальную мощность, плавно изменяя крутящий момент;
3. Коробка «робот». По сути, она является МКПП, которая внешне выглядит и переключается как классическая АКПП. Достаточно экономичная и лёгкая, может стоять на малолитражных автомобилях, хотя высокая стоимость экономически нецелесообразна для установки коробки такого типа на бюджетные малолитражки.

Плюсы автоматической коробки заключаются в следующем:

1. Хотя старые АКПП были достаточно долго «думающие», современные 6-7 ступенчатые «автоматы» не уступают в динамике механическим коробкам (если вы конечно не профессиональный гонщик);
2. Современные автомобили с новыми моделями АКПП употребляют меньше топлива, хотя при знании некоторых нюансов МКПП всё же экономичней;
3. Машиной с «автоматом» легче управлять;
4. Общий ресурс двигателя, работающего в связке с АКПП выше.

Естественно, что есть минусы и у автоматических коробок:

1. Всё-таки динамика у большинства моделей АКПП отстаёт от МКПП, так как множество автомобилей с «автоматом» далеко не новые;
2. Расход топлива даже у новых автоматических коробок будет выше, чем у МКПП, если водитель на «механике» будет пользоваться ездой накатом на нейтральной передаче;
3. В АКПП залито в 2-3 раза больше масла, что сильно ударяет по карману при замене;
4. Хотя АКПП ломается значительно реже ( незнание основ езды на «автомате» может быстро отправить эту коробку в аварийный режим), сам ремонт будет стоить в несколько раз дороже.

На что обратить внимание при выборе?

Автолюбителю при попытке определиться с коробкой передач стоит обратить внимание на следующие моменты:

1. Если комфорт стоит на первом месте, то рекомендуется отдавать предпочтение АКПП.
2. Если на первом месте стоит экономия, то подходящим вариантом станет РКПП, так как она представляет собой экономичную трансмиссию. И также стоит заметить, что на ремонт и обслуживание такое коробки будет расходоваться меньше денежных средств.
3. Если водителю важно, чтобы трансмиссия была надежной, то в этом случае, как бы парадоксально это не звучало, подходит только механика.

У каждой системы имеются свои особенности, преимущества и недостатки. Поэтому выбор зависит только от предпочтений потенциального владельца транспортного средства вне зависимости от того, какие существуют отличия коробки робота от коробки автомат.

Таким образом, для того, чтобы окончательно определиться с выбором, прежде всего, необходимо остановиться на собственных потребностях. Также стоит уделить внимание таким факторам, как:

• комфорт;
• безопасность.

В зависимости от того, что встанет на первое место, можно подбирать определенную трансмиссию. Возможно, это будет робот, может быть, — автоматика. А кто-то вообще отвергнет оба варианта и предпочтет им автомобиль с механической коробкой переключения передач.

Что такое коробка передач DSG?

Этот вариант был разработан специалистами концерна Фольксваген в середине нулевых годов. По сути, это улучшенный робот, в котором вместо одного использовано два диска сцепления. Существенно повысилась плавность хода и увеличился ресурс за счет того, что четные и нечетные передачи расположены на разных валах. Себестоимость на порядок выше, зато этот тип надежен, а динамика разгона лучше, чем на любом из других, в том числе и на механике. Преимущества:

1. Переключение передачи занимает сотые доли секунды.
2. Динамика разгона лучшая на сегодня среди всех разновидностей КПП.
3. Топливо расходуется экономно, по этому показателю робот не уступает даже механике.
4. Высокий комфорт езды.

Самые значимые недостатки:

1. В модификациях с сухим типом сцепления ресурс накладок меньше 100000 км, приходится часто отдавать машину на обслуживание.
2. Качество изготовления у некоторых производителей оставляет желать лучшего.
3. Большое количество электроники затрудняет настройку.

Многие автосервисы не ремонтируют коробки DSG, поэтому с обслуживанием могут возникнуть проблемы.

На новых авто до 80-100 тысяч пробега такая коробка практически не требует внимания. Но в подержанных автомобилях проблемы могут возникать достаточно часто, особенно если до этого КПП не обслуживалась как положено. Не стоит выбирать варианты с сухим типом сцепления, у них ресурс в три раза ниже, чем у коробок с гидравлической жидкостью.

Чем «робот» отличается от «автомата»? Как минимум ценой. Среди достоинств можно выделить надёжную конструкцию.

Механика значительно проще и дешевле ремонтируется, хотя автолюбители пишут на форумах, что обслуживание достаточно дорогое. Но большую часть поломок можно выполнить своими руками, имея необходимый опыт. Также увеличен ресурс дисков сцепления. В условиях города водитель часто стоит в пробках, а на подъёмах функция ручного управления будет очень полезной. Среди недостатков – отсутствие возможности прошивки агрегата.