Какие бывают коробки, о четырех, пяти и шестиступенчатых

Какие бывают коробки, о четырех, пяти и шестиступенчатых

Каждый водитель наверняка помнит слова своего первого инструктора. «Прежде чем повернуть ключ зажигания, убедись, что авто стоит на нейтральной передаче». В данной статье будут рассмотрены виды коробок передач, их отличия друг от друга, преимущества и недостатки, а так же сфера применения.

Усреднено, коленчатый вал двигателей большинства легковых автомобилей имеет рабочие обороты от 800 до 8000 в минуту. При этом, пик мощности приходится на четыре – пять тысяч оборотов. Безусловно, такой диапазон угловых скоростей не отвечает условиям эксплуатации любого колесного транспортного средства в целом и легковых автомобилей в частности.

Основное назначение автомобильной коробки передач – изменение частоты вращения, а так же крутящего момента, передаваемого от коленвала двигателя к ведущим колесам транспортного средства.

Первым узлом такого рода стала механическая коробка передач. Бытует такое мнение, что слово «механическая» попало в название агрегата из за неправильно понятого сокращения, принятого в англоязычной технической литературе. Буквы MT обозначают manual transmission, что означает «ручная, переключаемая рукой передача», а вовсе не mechanical – механическая.

Что даёт 6 передача

Эксперты отмечают, до начала 21 века подавляющее большинство коробок с ручным переключением имели 5 ступеней. Изредка встречались дорогие и премиальные модели, причём в основном производства Германии, где можно было увидеть 6 передач.

Но времена шли, и 6 МКПП стала преобладать над своим условным конкурентом, имеющим только 5 скоростей. Теперь 5МКПП можно встретить на недорогих и даже бюджетных моделях в самых простых комплектациях. Это и отечественные модели, и некоторые иномарки.

Для некоторых автомобилей одного поколения предлагаются на выбор 5 и 6-ступенчатные механические коробки. Причём более дешевый вариант всегда будет идти с коробкой на 5 передач, а дорогая версия предусматривает оснащение автомобиля ещё одной скоростью.

При выборе часто решающим фактором оказывается стоимость. И версия с 6МКПП будет традиционно дороже комплектации с 5МКПП на 8-10%.

И тут у покупателя возникают сомнения. Ведь с одной стороны он может неплохо сэкономить на покупке. С другой не может просто так другая коробка стоить дороже. То есть она способна предложить нечто такое, чего нет у 5-ступенчатой версии. Прежде чем тратить дополнительные деньги, стоит понять, в чём заключается разница и есть ли смысл в переплате. Либо это просто удачный маркетинговый ход, и никакой существенной разницы между 5МКПП и 6МКПП на самом деле нет.

На примере разницы между 4АКПП и 6АКПП можно предположить, что превосходство и доминация 6-ступенчатой механики очевидная и внушительная. Это не совсем так. Да, сначала были 4АКПП, но после них сразу же на рынок вышли 6АКПП, избавившись от множества недостатков предшественника. В случае с механикой разница лишь в 1 ступени, а потому и превосходства столь очевидного нет.

В пользу 6МКПП говорят такие факты:

• Увеличение числа передач позволило сделать их более короткоходными. То есть теперь на переход с одной ступени на другую требуется тратить меньше времени. Это уменьшает потери автомобиля при переключениях. Это положительно отражается на комфорте.
• Условная новинка превосходит своего предшественника по ресурсу. Этот аспект будет важен тем, кто эксплуатирует машину очень часто и активно, раскручивая силовой агрегат до максимальных оборотов. Разница не колоссальная, но она есть.
• За счёт дополнительной передачи удалось снизить расход топлива. Это объясняется тем, что для перехода на следующую ступень не нужно сильно раскручивать двигатель, и в результате этого топливо подаётся при небольшом напоре. В итоге показатели среднего расхода топлива на 6МКПП будут всего меньше, чем у аналогичного автомобиля с тем же двигателем, но только на 5МКПП.
• Улучшенные динамические характеристики. И тут преимущество на стороне механической коробки с дополнительной шестой передачей. Если взять за основу одинаковые автомобили с идентичными моторами, но установить разные коробки, в любом соревновании и на любой дистанции победа всегда будет на стороне 6-ступенчатой версии.
• Техническое усовершенствование. Новые 6-ступенчатые трансмиссии являются результатом длительных и серьёзных модернизаций. Такие коробки сочетаются с современными датчиками, электронными системами. Они используются для того, чтобы подсказывать водителю своевременность переключения, а также позволять мотору оптимально взаимодействовать с коробкой.

Про расход топлива следует добавить одну важную информацию. Разница между рассматриваемыми трансмиссиями в компоненте расхода топлива в условиях города не столь заметная и очевидная. Да, 6МКПП опережает своего конкурента, но в иных условиях превосходство становится тотальным.

Речь идёт о движении за городом, в условиях трассы, на скорости свыше 120 километров в час. Если на автомобиле установлена 5-ступенчатая механическая коробка, тогда на такой скорости мотор будет раскручиваться примерно до 4-5 тысяч оборотов. Взяв ту же машину с аналогичным двигателем, но на 6-ступенчатой механике, двигатель будет вращаться только в пределах 2,5-3 тысяч оборотов. Отсюда и все вытекающие последствия по экономии и динамике.

Работа сцепления

Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.

Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие. Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.

Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:

1. На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
2. Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
3. Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.

Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.

Особенности конструкции

Механические коробки передач установлены на автомобилях как с передним, так и с задним приводом.

Не смотря на развитие инженерной мысли и появлению коробок-автоматов, механика продолжает использоваться и совершенствоваться. Причина такой популярности не является секретом. По сравнению с аналогами, этот механизм остается самым простым в производстве и надежным в эксплуатации. Единственный недостаток механических КПП заключается в том, что в условиях городских пробок вариатор оказался более практичным. В последние годы механика стала оснащаться тросовым приводом, и это сделало ее более удобной.

Короткоходная кулиса

Что изменилось

В предыдущих конструкциях для включения передачи использовалась кулиса. Если сказать очень коротко, то кулиса — это металлический рычаг. При его использовании вибрация от двигателя передавется на рычаг переключения передач. Включение и выключение были жесткими. Все перечисленные и прочие недостатки исчезли, как только в коробке была применена тросовая конструкция. Переключения стали четкими. Ход рычага переключения скоростей существенно сократился.

Сезонные преимущества

Для того чтобы использование новый принцип переключения передач, пришлось изменить конструкцию коробки. В предыдущих моделях механизм переключения находился в нижней части корпуса. Естественно, что на дне всегда скапливалось трансмиссионное масло. Зимой, в сильные морозы масло густеет. Вследствие этого запустить двигатель после ночной стоянки на открытом воздухе сложнее. Просто требуется большее усилие и, как следствие, большая нагрузка на аккумулятор. Тросовый механизм устраняет эту особенность, поскольку механизм переключения находится сверху и не погружен в масло.

Высокая надежность

Коробка передач с обновленным механизмом установлена на Гранте, одной из ведущих ВАЗовских моделей. Переключение передач на ней выполняется четко, практически, без усилий и с малым ходом. Надежность коробки повысилась в связи с тем, что она стала более компактной. Единственный узел, через который может происходить утечка масла — это сальники. Вместо минерального масла используется синтетическое. Оно сохраняет свои рабочие характеристики при отрицательной температуре ниже сорока градусов. По объему его требуется меньше и заливается оно один раз на 200 тысяч км пробега.

Троса переключения передач

Виды на перспективу

Тросовый привод убедительно доказал свое превосходство перед другими конструктивными решениями. Коробка передач этого типа установлена на Приоре. Владельцы этой модели отнеслись к новшеству со сдержанной осторожностью. Однако высокие эксплуатационные качества такой коробки развеяли всякий пессимизм. Как показывает опыт эксплуатации автомобиля в различных дорожных и климатических условиях, качество зацепления шестереночных зубьев улучшилось. Износ деталей уменьшился. И это только несколько фактов, которые отмечают эксперты. В разработке конструкции принимают участие специалисты из ведущих автомобильных концернов Европы.

Достоинства и недостатки автоматической коробки передач

Преимущества АКПП :

• идеальный вариант для неопытных водителей, благодаря легкости и простоте в обучении;
• автоматический выбор режима скоростей;
• быстрое привыкание к определенному стилю вождения.

Недостатки АКПП:

• большй расход топлива;
• для разгона автомобиля требуется больше времени;
• значительно меньшая мощность транспортного средства и невозможность торможения двигателем;
• сложная конструкция АККП обуславливает высокую стоимость ремонтных и профилактических работ;
• «задумчивость» при переключение передач — по сравнению с МКПП;
• чувствительность к неровным участкам дороги и невозможность буксировки автомобиля традиционным способом.

Поломку «автомата» невозможно исправить самостоятельным путем. Настроить систему подачи топлива также невозможно, так как этим процессом управляет специальная программа. АКПП по своей надежности значительно уступают МКПП.

АКПП идеально подходит для управления автомобилем в городских условиях, так как именно там ощущается весь комфорт от управления транспортным средством с помощью автоматической коробки передач.

Учитывая большой расход топлива на автомобилях с АКПП, следует внимательно следить за показателями датчиков, особенно при передвижении на большие расстояния. Транспортное средство с «автоматом» имеет меньшую динамику разгона по сравнению с аналогичным транспортом, снабженным МКПП. Следовательно, следует учитывать данную особенность при совершении обгона, особенно на оживленных участках дорог.

Даже несмотря на некоторые недостатки, автомобили с АКПП завоевывают все большую популярность в мире, которая может привести к полному исчезновению транспортных средств с МКПП в самом ближайшем будущем.

Ступени КПП

В КПП любого типа присутствует несколько ступеней. Среди них выделяют низшие, одну прямую и высшие (одну или две). КПП внедорожников и тягачей имеют дополнительные понижающие передачи, они обеспечивают увеличение крутящего момента. Чем ниже ступень, тем выше её передаточное число и тем она «короче». Низшие ступени в большинстве МКПП, — первых три. Они, обеспечивая большую тягу, предназначены для трогания, медленной езды, разгона. Затем мы переключаемся на прямую передачу — четвёртую. Пятая, повышенная или «длинная» — для движения на высокой скорости. Однако она не может обеспечить нужный крутящий момент, когда мы едем в гору или собираемся обогнать впереди идущую машину. Необходимо перейти на ступень ниже: четвёртую или даже третью.
«Длинными» и «короткими» могут быть не только нижние передачи, но и МКПП в целом — это определяет главная передача. Для обычного автомобиля, владельцем которого будет среднестатистический водитель со спокойной манерой езды, производители стараются создать сбалансированную трансмиссию с усреднёнными характеристиками.

Передаточные числа ступеней в коробках передач выбираются с учётом типа привода, веса машины, мощности мотора, диаметра колёс. Расчёт ведут таким образом, чтобы при приличной динамике водителю не приходилось часто переключать рычаг и расход топлива был умеренным.

Массовые авто оснащают «длинными» КПП. Они удобнее, шире диапазон скоростей для каждой из ступеней. В городе, при постоянном изменении скорости движения, это имеет большое значение.

Спортивные версии, рассчитанные на любителей быстрой езды, оборудуются «короткими». Реально «рвануть» первым с перекрёстка, но переключаться придётся чаще.

Для большинства иномарок характерно наличие нескольких версий с разным темпераментом и моторами разной мощности. Зачастую, КПП тоже имеют разные модификации, адаптированные к типу двигателя.

Неодинаков подход в проектировании трансмиссии у различных производителей. Например, VW, Opel, Volvo, французские, американские, корейские и большинство японских авто имеют «длинные» КПП, предназначенные для умеренной манеры езды. Марки со спортивным имиджем Alfa-Romeo, Lancia, BMW, Audi, SAAB, Honda тяготеют к «коротким».

Основные недостатки АКПП

• «Классической»
  1. Дороговизна производства, что сказывается на цене автомобиля в целом.
  2. По сравнению с механикой, риск поломки выше.
  3. Динамические свойства автомобиля и его КПД напрямую зависят от удачности конкретной модификации коробки и года её создания. Коробки ранних выпусков увеличивали расход топлива и снижали динамику.
  4. Совершенно невозможно завести машину «с толкача», поскольку необходимо давление масса в системе и работающий масляный насос.
• Коробки-робота
  1. При агрессивной манере езды возникает дискомфорт в управлении.
  2. Преселективные коробки стоят дороже любой другой.
  3. Неустойчива к пробуксовкам.
  4. В начале движения необходимо быть готовым к откату.
  5. Часто возникают задержки переключения передач.
  6. Некорректно работает при ошибках во время вождения.
  7. Более низкий ресурс, чем у «классического» типа.
  8. При пересадки с другого типа КПП может потребоваться период адаптации и процесс подстройки стиля вождения.
• Вариатора
  1. Дороговизна производства.
  2. Затратные ремонт и обслуживание.
  3. По сравнению с гидравликой, обслуживание необходимо проводить в два раза чаще.
  4. Низкий ресурс основного механизма вариатора, 120 тысяч километров.
  5. Плохо сочетается с мощными и большими двигателями, мощнее 200 лошадиных сил. Увеличивается износ ремня (цепи).
  6. Может некорректно работать в случаях пробуксовок или перегрева.
  7. Могут возникать проблемы в работе компьютерной системы, управляющей трансмиссией.

В целом можно сказать, что выбор автоматических коробок предоставляет автолюбителям возможность выбрать коробку под свой автомобиль и стиль вождения. Обладателям автомобилей с прицелом на большой пробег подойдет гидравлический вариант. Водителям бюджетных малолитражек и седанов — вариатор. А уж для машин спортивного класса идеальным вариантом будет коробка-робот с двойным сцеплением.