Авто

История создания гидромеханической коробки передач может быть использована для иллюстрации титанических усилий автопроизводителей, постаравшихся сделать комфорт автомобиля, оснащенного автоматической КПП, одним из основных преимуществ.

В первой половине прошлого века, даже после получения легковым автомобилем мягкой пневматической резины, более или менее рациональной компоновки и распределения массы машины, езда, особенно в городских условиях, по-настоящему «выматывала душу». Что лучше всего чувствуют пассажиры – это рывки и дерганье автомобиля из-за резкой смены крутящего момента на колесах.

На полки истории был отправлен не один десяток всевозможных приспособлений, делающих момент переключения передачи менее болезненным, пока в 50-х годах прошлого века не появился гидротрансформатор, лежащий в основе принципа работы гидромеханической коробки передач. По-настоящему новая конструкция коробки передач начала массово применяться в 60-е на дорогих и тяжелых лимузинах и машинах представительского класса.

Помимо дискомфорта для пассажиров, скачкообразное изменение вращающего момента разрушает узлы и детали трансмиссии. Для тяжелых магистральных грузовиков можно использовать повышенное число передач, позволяющих сглаживать перегрузки трансмиссии. Но для легковых автомобилей гидромеханическая коробка передач была реальным способом улучшить условия управления.

С внедрением гидромеханической передачи автомобиль получил неоспоримые преимущества:

• появилась возможность трогаться с места настолько плавно, что момент начала движения можно было просто не уловить визуально;
• при движении и маневрировании на малых скоростях, сопоставимых со скоростью движения пешехода, управление машиной осуществляется легко и точно, что практически невозможно при механической КПП из-за ее очень длинной первой передачи;
• ударные колебания и крутящие нагрузки практически не оказывают негативного воздействия на элементы трансмиссии.
• для водителя комфорт управления машиной увеличился как минимум вдвое.

Наряду с гидромеханическими автоматами в легковом автомобильном сегменте прочно закрепились автоматические трансмиссии с вариаторами и роботизированная «механика», практически не уступающая в удобстве и комфорте первым двум, но значительно экономичнее и дешевле. Но до сих пор гидромеханическая коробка передач остается основой для самых надежных и совершенных «автоматов».

Конструктивно автоматическая трансмиссия на основе гидромеханической коробки передач очень сильно отличается от устройства механической КПП, сложнее ее и значительно дороже, поэтому она более уязвима к нарушениям в обслуживании и использовании.

Устройство гидромеханической автоматической коробки передач

Принцип работы гидромеханической коробки передач основан на способности гидротрансформатора выступать в качестве немеханического преобразователя-регулятора крутящего момента двигателя.

Первая и основная особенность гидромеханического автомата – это отсутствие механизма включения-выключения сцепления. Практически всем водителям нравится управление без использования педали сцепления. Если учесть, что при движении в городской черте водителю с ручной механической коробкой приходится выжимать педаль не менее ста раз в течение часа, избавление от подобной нагрузки не прошло незамеченным. Поэтому для современного городского автомобиля автоматическая коробка передач становится фактически признанным стандартом, для дизельных двигателей – особенно.

В устройстве гидромеханической коробки выделяют три основных узла – гидротрансформатор, блок управления и планетарный механизм переключения передач.

Сердце гидромеханической коробки передач

Гидротрансформатор коробки работает по схеме: «насос – гидравлическая турбина» и обеспечивает посредством динамического давления масла на лопатки турбины передачу вращающего момента на вал коробки переключения передач. Задача насоса или насосного колеса мало чем отличается от аналогичного, используемого в центробежных насосах: под действием центробежных сил придать потоку масла больший динамический напор. Раскрученное маховиком коленвала колесо выбрасывает под определенным углом мощный масляный поток на периферийную часть наружной части обода турбины – на лопатки турбинного колеса. Под напором масла турбина преобразует энергию масла во вращение.

В конструкции гидротрансформатора коробки передач предусмотрено еще одно колесо с лопатками. Между двумя основными колесами установлен очень важный элемент – специальный спрямляющий аппарат, именуемый реактором, или статором. Он выполнен в виде кольца с профилированными лопатками, направляющими поток жидкости, выходящий из гидравлической турбины, на вход насосного колеса.

Внимание! Как видно из рисунка-схемы, поток жидкости, выброшенной насосом на лопатки турбины, передает ей часть энергии и далее, разворачиваясь на направляющем аппарате реактора, создает дополнительный момент вращения, что и обуславливает увеличение вращающего момента.

Вначале, когда автомобиль только начинает движение, и педаль тормоза еще не отпущена, реактор полностью заблокирован. Отпускаем педаль, и турбина гидромеханической части коробки передач начинает работать. При достижении скорости вращения турбины в 80% от скорости насосного колеса реактор выводится из работы обгонной муфтой. Благодаря кратковременному и плавному увеличению момента вращения, скорость вращения турбинного колеса и связанных с ним всех элементов трансмиссии происходит тоже плавно. С применением реактора вращающий момент на выходном валу гидротрансформатора в момент старта или разгона автомобиля увеличивается примерно до двух с половиной раз.

Система управления переключением передач

Малый диапазон возможного изменения момента и скорости вращения вынудил проектировщиков дополнить гидротрансформатор механической коробкой переключения передач. В гидромеханической коробке-автомате для легкового транспорта используют несколько редукторов планетарной передачи, включаемых в работу с помощью фрикционных муфт. Включение фрикциона осуществляется сжатием пакета фрикционных накладок с помощью гидравлического поршня особой конструкции.

Насос, запитывающий гидравлику привода, обычно устанавливается в непосредственной близости от гидротрансформатора. Для управления гидравлическими клапанами и золотниками системы в современных авто применяют электромагнитные соленоиды, управляемые электроникой. Для компенсации ударных контактных нагрузок применяют обгонные муфты, что добавляет плавности при вхождении в зацепление шестерен коробки.

Перспективы использования гидромеханической коробки передач

Очень серьезным аргументом автоматов с гидромеханическим «бубликом» является относительно отработанная и совершенная конструкция устройства. Большой ресурс, тщательно подобранные гидравлические жидкости и сплавы для валов и зубчатых передач. При надлежащем уходе и аккуратном использовании гидромеханическая коробка передач служит значительно дольше новомодных конкурентов в виде вариаторов, роботизированных или преселективных коробок DSG.

Многие специалисты считают, что за гидромеханической коробкой передач останется значительный сегмент легкового автотранспорта – внедорожники и автомобили повышенной проходимости.

Косвенным подтверждением того факта, что коробка передач на основе гидромеханической схемы еще длительное время будет интенсивно применяться в широком спектре моделей легковых автомобилей, являются последние разработки законодателей автомобильной моды – немецких автопроизводителей. Известной в Германии фирмой ZF практически для всех топовых моделей BMW, AUDI и MERCEDES уже сейчас запущена в пробную эксплуатацию гидромеханическая коробка-автомат с 7-ю ступенями и рекордными характеристиками включения. Кроме того, концерн MERCEDES-BENZ выпустил свой вариант гидромеханической коробки передач с 7-ю ступенями под названием 7G-Tronic.

Причина такой популярности достаточно проста и очевидна. Ведь кроме надежности, гидромеханическая коробка позволяет уверенно работать с двигателями большой мощности и с рабочим объемом более трех литров. Гидромеханическая коробка уйдет в небытие не раньше самого двигателя внутреннего сгорания.

На видео показано строение гидромеханической коробки-автомат:

• Что такое адаптивная КПП
• Принцип работы синхронизатора КПП
• Как пользоваться сцеплением, чтобы не сжечь его
• Буксировка автомобиля с АКПП

Несмотря на большой труд инженеров, которые разрабатывают узлы и агрегаты для современных транспортных средств, автолюбители постоянно находят те из них, которые можно улучшить. Самостоятельному тюнингу подвергаются даже те узлы или агрегаты, которые изначально скомпонованы невероятно плотно, к примеру, коробка передач. Тем не менее, даже в ней находится, что поменять своими руками. Но справедливости ради стоит отметить, что даже в современных моделях автомобилей некоторых производителей имеется достаточно заметная недоработка – слишком большой свободный ход рычага перемены передач.

Этот момент существенно увеличивает время, требующееся на включение нужной передачи, и требует от водителя совершать больше движений. Если на транспорте «гражданского» назначения с подобной ситуацией большинство водителей вынуждены мириться, то на спортивных автомобилях этот недостаток, как правило, устраняется в обязательном порядке. Для этого водители предпочитают устанавливать вместо штатной кулисы, короткоходную, т. е. искусственно укороченную, что делает ход рычага намного меньше.

Что такое кулиса и зачем она в КПП

Кулиса представляет собой специальный рычаг, благодаря которому усилие человека, переключающего передачу, поступает от рычага к карданному валу. Она является неотъемлемой частью как механической, так и автоматической коробки. Стандартная кулиса, которая устанавливается на заводе-изготовителе отличается достаточной длиной, поэтому для переключения передачи требуется большая амплитуда. Для многих водителей это оказывается не очень удобно, особенно для тех, кто предпочитает спортивный тип езды, и автомобили отличаются высокой мощностью.

Короткоходная кулиса уже давно использовалась на автомобилях спортивного предназначения, и сейчас потеряла прерогативу быть использованной лишь в спорткарах – все большее количество автовладельцев стараются ее установить на свои машины. Она имеет совершенно иные углы изгиба, что позволяет уменьшить ход рычага и ускорить включение нужной передачи. Помимо скорости, автовладельцы, заменившие стандартный вариант на короткоходный, отмечают и увеличившуюся четкость включения нужной передачи.

Если не брать в расчет дорогие иномарки, продукция отечественного автопрома в последнее время достаточно серьезно «подтянулась» по качеству. Но несмотря на то, что последние модели ВАЗ отличают неплохие характеристики подвески и самого двигателя, при эксплуатации на разбитом дорожном покрытии коробка передач оказывается под ударом прежде всего. Связано это с тем, что она является предельно нагруженным и задействованным динамическим комплексом автомобиля. Поэтому уже через сравнительно небольшой промежуток времени, рычаг перемены передач в салоне начинает очень сильно вибрировать.

Преимущества и недостатки короткоходной кулисы

Сразу стоит оговориться, что, если короткоходная кулиса устанавливается непосредственно производителем, проводить какие-либо аналогии с самостоятельным тюнингом неразумно. Поэтому все преимущества следует рассматривать только по сравнению со стандартным автомобилем той же модели. Прежде чем заняться изготовлением или установкой готовой короткоходной кулисы на свой автомобиль следует тщательно взвесить все за и против такой модернизации.

К очевидным преимуществам укороченного варианта кулисы можно отнести следующие моменты:

• выраженное уменьшение рабочих ходов при смене текущей передачи;
• четкая фиксация каждой из них, что связано с увеличенным усилием, требующимся для включения;
• после установки короткоходной кулисы полностью пропадает люфт и дребезжание рычага перемены передач в салоне.

Многие приверженцы спортивного стиля езды, которые уже установили на свои автомобили короткоходную кулису, полностью уверены в том, что отрицательных сторон в таком шаге нет. На самом деле вопрос этот не столь однозначен, как может показаться. Некоторые специалисты считают, что короткоходная кулиса приводит к быстрому отказу синхронизаторов, которые не рассчитаны на повышенные усилия, которые приходится прикладывать для смены передачи. Других негативных моментов специалисты не отмечают, и, если короткоходная кулиса установлена правильно, их действительно нет.

Возможно ли самостоятельное изготовление короткоходной кулисы

Несмотря на то, что стоимость короткоходной кулисы не так велика, многие предпочитают изготавливать и устанавливать ее своими руками, что сделать, в общем, не так и сложно. Для выполнения работы потребуется совсем немного:

• отрезок трубы, имеющий диаметр ровно 15 мм;
• рукоятка переключения передач от того авто, для которого изготавливается кулиса;
• шаровая гайка;
• ремнабор кулисы с осью и втулкой;
• кардан от рулевого механизма.

Сама работа по изготовлению короткоходной кулисы занимает примерно два часа. Шар от рычага переключения передач отрезается, нижний край его корректируется таким образом, чтобы можно было установить трубу, которую придется качественно обварить. На нижний край трубы приваривается гайка, устанавливается шаровая. После этого кардан можно монтировать к рычагу КПП.

Возможно кому-то весь процесс покажется несколько затруднительным, но, если он будет проходить под «присмотром» опытного механика/автослесаря, успех начинания гарантирован. Существует возможность превратить штатную кулису автомобиля в короткоходную без необходимости ее демонтажа. Для этого потребуется поднять крепеж той «железки», которая отходит от КПП к самому рычагу переключения. Нельзя сказать, что эта процедура сделает переключение передач по-настоящему спортивным, но свободный ход рычага будет несколько уменьшен.

Сложно ли самостоятельно поменять кулису

Для того, чтобы короткоходная кулиса позволила почувствовать всю прелесть отсутствия люфта и вибрации в рычаге, она должна быть установлена правильно. Если монтаж проводится в условиях автосервиса, можно не беспокоиться, но при самостоятельной замене следует отнестись к этому со всей ответственностью. Вся процедура напоминает замену сальника кулисы – с такой операцией сталкивается практически половина автовладельцев. О необходимости замены сальника весьма красноречиво говорит характерный хруст, постоянно присутствующий во время переключения скоростей.

Если разобрать процесс самостоятельного монтажа короткоходной кулисы более подробно, то можно выделить следующие основные этапы работ.

1. Снимается салонный чехол рычага вместе с рукоятью простым резким рывком вверх.
2. Ключом на 13 ослабляется хомут и снимается тяга рычага с карданного вала.
3. Освобождается шарик блокировки включения задней скорости, для чего потребуется снять блокирующее его кольцо.
4. Снимается стопорное кольцо и рычаг вместе с шариком и пружинкой, расположенных в отдельном корпусе.
5. Теперь можно будет извлечь рычаг вместе с тягой через салон. При необходимости их можно предварительно разъединить.
6. Далее снимается кардан, с которого предварительно стягивается пыльник и откручивается болт, расположенный с левой стороны.
7. Новый кардан смазывается литолом, при затягивании крепления слишком усердствовать не следует.
8. Тяга монтируется также из салона. Будет гораздо удобнее проводить эту работу вдвоем.
   
   
   

Дальнейшая сборка также не представляет сложностей. Тяга одевается на шток кардана, после чего необходимо будет собрать механизм блокировки задней передачи. Его шарик лучше предварительно смазать. После этого, перед окончательным затягиванием крепежного хомута проводится окончательная регулировка рычага и системы блокировки задней передачи – в ряде случаев механизм часто не совпадает с пластиной, тогда ее придется снять и подкорректировать существующий зацеп. Процесс установки короткоходной кулисы на «Приору» можно посмотреть на видео:

Большинство автовладельцев, по той или иной причине решившиеся заменить стандартную кулису на короткоходную, остаются довольными скоростью и четкостью переключения передач. Если принять во внимание совсем небольшую стоимость подобной модернизации, которую к тому же реально выполнить своими руками, преимуществ короткоходной кулисы прибавляется. Даже если водителю не особо важно, сколько времени требуется для включения передачи, практически полное отсутствие постороннего шума и люфта неизбежно отмечает каждый водитель.

• Как работает гидромеханическая коробка передач
• Что такое адаптивная КПП
• Принцип работы синхронизатора КПП
• Как пользоваться сцеплением, чтобы не сжечь его

Существующие разновидности коробок переключения передач, по сути, являются ответом на спрос автолюбителей. Коробка совместно с рулевым колесом дает возможность эффективно управлять возможностями современного автомобиля. Кому-то нравится комфорт, кто-то быстро устает от управления, кто-то вообще ничего не умеет и всего боится. В современной классификации различают три основных вида коробок передач и их варианты:

• механическая система, ручного способа переключения передач;
• автоматическая многоступенчатая КПП;
• бесступенчатая система вариатора;
• роботизированная коробка.

Несмотря на то, что последний вид считают вариантом механической коробки передач, существующие отличия от классической схемы позволяют ее выделять в отдельной строке. Можно смело определять ее в отдельный вид коробки передач.

Двигатель внутреннего сгорания не способен эффективно работать в широчайшем диапазоне оборотов вращения, поэтому используют различные виды коробок передач, понижающие скорость вращения рабочих валов трансмиссии. Это происходит либо с помощью набора зубчатых шестерен и колес, как в основных видах коробок передач, либо с помощью толкающих ремней и шкивов – в вариаторной схеме коробки.

Вариаторная КПП более всего отвечает образу жизни современного человека и позволяет вообще отказаться от управления трансмиссией. Первая требует максимального участия водителя в управлении скоростью и крутящим моментом колес. Автомат сильно облегчил жизнь человека за рулем, но требует тщательного отношения к своей работе.

Прежде чем ответить на вопрос – какой вид коробки передач лучше выбрать, следует определить свое отношение к машине и степень своего участия в управлении автомобилем.

Простые и надежные ручные системы

Механическая система переключения, именуемая еще «механикой» или «ручкой» – самый распространенный и простой вид коробки переключения передач. В современных автомобилях она представлена двумя видами:

• многовальной, в которой шестерни находятся на двух или трех параллельных валах и входят в зацепление поочередно в зависимости от требуемого передаточного числа;
• планетарной, в которой шестерни и зубчатые колеса находятся в постоянном зацеплении в нескольких рядах, выбор пары с необходимым передаточным числом выполняется с помощью фрикционов или фрикционных пакетов.

В колесном транспорте планетарный вид механики используется только в автоматических коробках, в горных велосипедах и военной технике. Планетарка компактнее и легче многовального вида механизма, но значительно дороже в производстве.

Современные легковые машины с приводом на передние колеса имеют двухвальную схему и минимум 5 ступеней передач для движения вперед и одну назад. Более дорогие модели авто могут быть оснащены шестиступенчатыми коробками передач. При этом 5-я и 6-я являются повышающими – выходной вал коробки передач вращается с более высокими оборотами коленвала двигателя. Этого более чем достаточно для ручного управления.

Основная проблема механической коробки передач состоит в том, чтобы при переключении по команде ручки плавно и безударно вводить в зацепление пары косозубых шестерней, имеющих разные угловые скорости. Для выравнивания оборотов в коробке каждая пара шестерней оснащена кольцом синхронизации, изготовленным из бронзы.

При переключении передачи водитель выключает сцепление, тем самым дает возможность синхронизаторам выровнять скорости вращения шестерен. После чего ручкой переключения либо напрямую, либо через систему тяг или тросовых приводов, перемещают зубчатую муфту включения внутри корпуса коробки, тем самым введя в зацепление необходимую пару шестерен. Остается только отпустить педаль сцепления и продолжить движение.

Такие механические коробки называются синхронизированными. Управлять ими достаточно просто и удобно при наличии определенного навыка вождения автомобиля. Правда, неполное выключение сцепления, пробуксовка или иные проблемы с отключением трансмиссии приводят к тому, что синхронизаторы механики начинают интенсивно изнашиваться, вплоть до невозможности включения передачи без промежуточной постановки ручки на нейтральное положение. Переход на следующую передачу происходит после повторного выжимания сцепления. Подобный способ переключения широко использовался ранее и используется сейчас на грузовом транспорте с механикой, не оснащенной системой синхронизаторов.

Важно! Изношенные синхронизаторы, кроме затрудненного включения передачи, ведут к интенсивному износу венцов шестерен, местному выкрашиванию отдельных участков зубьев.

Механическая коробка передач – самая надежная и экономичная, требует от водителя достаточной квалификации и тяжелого труда по постоянному переключению передач в паре с отработкой педалью выключения сцепления. Но, как ни странно, многими водителями сознательно делается выбор в пользу механики. По их мнению, механика, даже при повышенной физической нагрузке, доставляет большее удовольствие от управления авто, чем роботизированные или автоматические коробки.

Секвентальная КПП, как высшая точка развития механики

Точнее будет назвать эту коробку – механической коробкой передач с секвентальным, или рядным способом переключения. Идея пришла из области разработок для спортивных скоростных машин. Современная секвентальная коробка передач построена по схеме обычной механической коробки с электронным управлением привода сцепления и гидравлическим приводом переключения передач. Особенностью секвентальной коробки является соблюдение строгой последовательности передач.

Из преимуществ секвентального механизма можно отметить:

• высочайшая скорость переключения передачи;
• соблюдение последовательности переключения дает возможность «безболезненно» работать с очень большими оборотами двигателя и мощностями;
• способ управления с помощью подрулевых лепестков позволяет достаточно комфортно контролировать движение даже на больших скоростях или в непростых дорожных условиях.

В подобных коробках используют прямозубые шестерни и не применяют синхронизаторы включения. Выравнивание скоростей вращения шестерни и колеса осуществляется компьютером по датчику скорости. Вместо зубчатой муфты стоит кулачковый механизм включения передач. Благодаря этому время включения скорости примерно на 70-80% меньше, чем у обычной механики. Для работы гидроприводов используют отдельный узел – аккумулятор рабочей жидкости высокого давления.

Роботизированные системы коробки передач

В отличие от секвентальных систем, роботизированный вид коробки имеет электромеханический привод включения пары шестерен. Основу схемы составляет механическая коробка передач, построенная на системе двух рабочих валов-рядов передач. Четные номера собраны на одном валу, нечетные – на другом. Каждый из валов имеет собственный диск сцепления и может включаться-выключаться независимо.

Такой вид коробки использует преселективный режим. Хитрость конструкции состоит в том, что компьютер заранее, используя данные о режиме работы трансмиссии, вычисляет наиболее подходящую для включения следующую передачу. С помощью соленоида выполняет ее зацепление на противоположном ряду передач при выключенном сцеплении. В момент переключения останется только включить сцепление и продолжить движение. Благодаря этому переключение происходит с очень высокой скоростью.

В своем роде коробки-роботы занимают промежуточное положение между автоматическими коробками и механикой. При этом по выполняемым функциям и степени компьютеризации этот вид коробки можно назвать более автоматическим, чем существующие гидромеханические системы.

Наиболее известным и разрекламированным роботизированным видом КПП называют семиступенчатые коробки системы DSG, устанавливаемые на модели VW с небольшим объемом двигателя. Отзывы о работе – от рекламно-хвалебных восторгов до открыто негативных.

Если вы надумали купить авто с подобной системой передач, стоит учитывать следующее:

1. Роботизированная коробка – очень сложный механизм, меньше всего этот вид коробки предназначен для скоростного прожига резины в сумасшедших гонках. Коробки сложно управляются, обслуживаются и ремонтируются.
2. К управлению на DSG следует привыкать не менее двух недель. Поклонникам механики этот вид кажется медленным и непредсказуемым, водителям, пересевшим с гидромеханических коробок – дергающим невпопад.
3. Уже сейчас качество роботов позволяет предоставлять 5-ти летнюю гарантию и 150 тыс. пробега.

Интересно! При всех критических замечаниях роботы дешевле в изготовлении, имеют более высокий КПД и, по заявлениям экспертов, возможно, именно этот вид вытеснит устаревшую гидромеханику с рынка легковых автомобилей.

Самый сложный вид трансмиссии – автоматы и вариаторы

Чем больше функций выполняет коробка передач, тем сложнее ее производство, ниже надежность и выше стоимость. Наиболее дорогими и неэкономичными всегда были и остаются все виды автоматических коробок передач автомобиля. Конструкция этого вида представлена гидромеханическими и адаптивными коробками передач. В основе схемы лежат два основных агрегата – гидротрансформатор и планетарная коробка передач.

В современных автоматических коробках передач гидротрансформатор исполняет роль компенсатора, увеличивающего или уменьшающего на небольшую величину основную передачу планетарного механизма. Таким образом, совместная работа двух агрегатов обеспечивает оптимальное число передачи трансмиссии в конкретных условиях.

Большие потери в гидравлике заставили инженеров несколько усовершенствовать работу этого вида автомата. Теперь работа гидротрансформатора на скоростях более 20 км/ч блокируется муфтой, а передача крутящего момента выполняется напрямую через фрикционы на планетарную коробку.

В ряде случаев, вместо подключения гидротрансформатора, его функции на переходных режимах обеспечиваются пробуксовкой пакетов фрикционных накладок, что проще и эффективнее.

Одной из разновидностей автоматической трансмиссии является адаптивная автоматическая коробка, в которой компьютерным блоком управления осуществляется подбор наиболее подходящего передаточного числа в планетарной коробке.

Этот вид автоматической коробки пока остается вне конкуренции в трансмиссии авто повышенной проходимости, внедорожниках и машинах с большим объемом двигателя. В обслуживании и ремонте сложен, требует высокой квалификации и качественных расходных материалов.

Вариаторные системы

В результате 30 лет эволюции первых вариаторов для маломощных мотоколясок и скутеров технологам удалось довести уровень надежности и долговечности толкающего ремня (основного элемента бесступенчатого вариатора) до вполне приемлемой величины пробега в 150 тыс. км. Сам толкающий ремень представляет чудо инженерной мысли. Он изготовлен из большого числа абсолютно одинаковых металлических элементов, благодаря чему ремень может быть гибким и жестким одновременно.

В работе он взаимодействует с двумя шкивами – входным и выходным, обеспечивая практически любое передаточное значение коробки передач. Современные вариаторы получили приемлемо высокий КПД и возможность работать с двигателями мощностью до 100 л.с. Вариатор можно назвать первой из систем, по-настоящему способных непрерывно изменять передаточное число трансмиссии.

Этот вид автоматики не любит пробуксовки, крайне уязвим при низком качестве гидравлической жидкости. В большинстве случаев вариатор комплектуют с гидротрансформатором.

Преимущества – очень точный подбор необходимого передаточного числа трансмиссии. Этот вид коробки капризен, дорог в изготовлении и обслуживании и в ближайшем будущем вряд ли выйдет из ниши малолитражных автомобилей.

Еще информации о различных видах КПП на видео:

• Установка короткоходной кулисы
• Как работает гидромеханическая коробка передач
• Что такое адаптивная КПП
• Принцип работы синхронизатора КПП

Автомобиль представляет собой сложную систему узлов, которые должны работать, как один механизм. Одним из самых важных считается коробка передач. От вида устройства зависит скорость разгона, плавность хода и многое другое. Неудивительно, что для каждого типа трансмиссии есть свой оптимальный вариант.

Когда речь заходит про полный привод, то единственно приемлемый вариант — это раздаточная коробка передач. Среди автомобилистов её называют просто раздаткой. Она берёт на себя две основных функции:

• распределяет крутящий момент,
• адаптирует систему при езде по бездорожью.

Довольно часто раздаточная коробка передач устанавливается на специальной технике. В таком случае её конструкция позволяет подключить дополнительное оборудование.

Пожалуй, у вас возникнет закономерный вопрос, а куда девается традиционная коробка передач? В действительности раздаточная и обычная системы работают вместе. Просто первое устройство устанавливается дополнительно.

Устройство и принцип работы

Чтобы понять, как работает раздаточная коробка необходимо в подробностях рассмотреть её устройство. Но нужно сделать небольшое уточнение. Автомобильные конструкторы создают разные конструкции, которые, прежде всего, подстраиваются под конкретные технические задачи. Несмотря на это её предназначение остаётся неизменным.

Поэтому можно выделить некую базу, которая характерна для практически любой раздаточной коробки:

• ведущий вал,
• блокиратор дифференциала,
• приводной вал,
• межосевой дифференциал,
• понижающая и зубчатая передачи.

Все эти элементы помещаются в корпус. Именно они являются той основой, на базе которой осуществляются более сложные конструкционные манипуляции. Большую роль в системе играет смазывающая жидкость. Она позволяет избежать преждевременного износа деталей.

Внимание! Обычно в качестве смазывающей жидкости используют трансмиссионное масло.

Трансмиссионное масло позволяет обеспечить стабильную смазку всего устройства раздаточной коробки. Это, в свою очередь, позволяет избежать перегрева, а значит, допустимы повышенные нагрузки.

Простая коробка передач и раздаточная тесно взаимодействуют. Возьмем, к примеру, крутящий момент. Он с КПП передаётся на раздатку. В качестве перемычки используется ведущий вал. В этом, собственно, и заключается основной принцип работы раздаточной коробки передач.

С раздатки крутящий момент идёт на межосевой дифференциал. У этого устройства нет какой-то точной конструкции. Она во многом зависит от специфики автомобиля, на котором установлена раздаточная коробка.

Если же рассматривать старые раздаточные коробки, то их дифференциал не имеет блокировки. Во всех современных устройствах подобное средство управления имеется в наличии.

Межосевой дифференциал

Межосевой дифференциал является наиболее важным узлом механизма раздаточной коробки. Именно он отвечает за распределение крутящего момента. Без него вся система оказалась бы просто нерабочей.

Внимание! Дифференциал раздаточной коробки должен оптимально перераспределять крутящий момент между осями.

Если дифференциал раздаточной коробки не имеет блокировки, то оси могут вращаться с разной скоростью. В противном случае распределение происходит в принудительном порядке. Пропорции напрямую зависят от дорожного покрытия.

Самоблокировка дифференциалов раздаточной коробки происходит благодаря таким устройствам:

• муфте,
• отдельной блокировке,
• фрикционной муфте.

В большинстве случаев современные автомобилестроители используют в конструкции раздаточной коробки вязкостную муфту. Дело в том, что этот механизм не отличается особенной сложностью изготовления. Поэтому его цена является более чем доступной.

Вискомуфта отслеживает угловые скорости осей. Как только, один из четырёх параметров возрастает — активируется блокировка. Параллельно наращивается крутящий момент для оси с минимальным параметром.

Внимание! В основе работы муфты раздаточной коробки находится жидкость, вязкость которой может изменяться.

Без недостатков, к сожалению, обойтись не получилось. Главным является отсутствие ручной блокировки. Это может привести к перегреву при длительной эксплуатации. Хотя стоит признать, что неполное автоматическое блокирование всё же присутствует.

В качестве примера удачного механизма блокировки можно вспомнить дифференциал компании Torsen. С инженерной точки зрения — это практически шедевр. Но на внедорожниках его устанавливать нельзя из-за чрезмерной хрупкости.

Внимание! Но если говорить о диапазоне переброса крутящего момента, то дифференциал Torsen показывает очень высокие результаты.

Тем не менее наиболее совершенной всё-таки считается фрикционная муфта. Она сочетает в себе две конструкции. Это даёт возможность осуществлять как ручную, так и автоматическую блокировку.

За работу фрикционной муфты отвечают диски. Они работают благодаря силе трения. Как только, проскальзывает одна из приводных осей — диски сжимаются. Это приводит к полной или частичной блокировке дифференциала.

Расположение вала привода зависит от ведущего вала. Причём на передней оси вал вращается при помощи зубчатой передачи. Для увеличения крутящего момента используется понижающая передача. Поэтому подобный элемент конструкции устанавливается практически во всех раздаточных коробка для внедорожников.

Виды раздаточных коробок

Раздаточные коробки лучше всего классифицировать на виды по способу распределения мощности. Сейчас существует такая классификация устройств:

1. без возможности отключения ведущего моста,
2. с возможностью отключения переднего моста,
3. система допускает подключение вручную второго моста.

Если раздаточная коробка имеет межосевой привод с блокировкой, то второй мост подключить не получится. Точнее, подобное невозможно, когда имеется высокая сила сцепления с опорной поверхностью. Проще говоря, при движении по асфальту или грунтовой дороге этого сделать не получится.

Чтобы понять, почему так, рассмотрим наглядный пример. Представим, что машина поменяла направление движения или же въехала на возвышенность. В таком случае колёса проходят неравные отрезки пути. Как результат каждое колесо имеет свою скорость вращения. Но этого не происходит, так как валы в устройстве раздатки вращаются с равной скоростью.

Внимание! Компенсация осуществляется за счёт пробуксовки или проскальзывания.

Другие популярные системы классификации

Естественно, раздаточные коробки передач можно классифицировать не только по способу распределения мощности. Современная автомобильная инженерия включает множество популярных систем классификации:

• по числу передач,
• по типу привода,
• по расположению валов.

Согласно им можно классифицировать все раздаточные коробки. Это позволяет сделать их применение более целесообразным.

Итоги

Раздаточная коробка часто используется во внедорожниках и на специальной технике. Она позволяет стабилизировать работу колёс, когда приходится ездить по неровной поверхности и даёт возможность подключить дополнительное оборудование.

• Какая коробка передач лучше
• Установка короткоходной кулисы
• Как работает гидромеханическая коробка передач
• Что такое адаптивная КПП

Большинство современных автопроизводителей предоставляет покупателю возможность выбирать полуавтоматический тип установленной коробки передач, хотя массовое внедрение такой трансмиссии началось еще в 1930 годах. Несмотря на свой немалый возраст, полуавтоматическая коробка передач до сих пор не имеет явных противников или поклонников.

По словам экспертов, это обусловлено слабым представлением о ее устройстве и принципе действия. Для обеспечения условий для смены передачи, водителю автомобиля с полуавтоматической коробкой достаточно убрать ногу с педали газа. Она обеспечивает наиболее оптимальные условия для функционирования мотора при движении авто, что не только продлевает срок его службы, но и уменьшает расход топлива.

Устройство коробки полуавтомата

В любом полуавтомате имеется сразу два механизма сцепления – это основное отличие такой системы от классической механической коробки. Наиболее распространенной схемой работы таких полуавтоматов является взаимодействие механизмов лишь с определенной группой имеющихся шестеренок, которые могут быть четными или нечетными. Такая компоновка позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на переключение, а также повышает четкость и плавность этого процесса.

На практике это выглядит следующим образом. При движении автомобиля система анализирует информацию со всех датчиков и других систем. На основании полученной информации, при уже включенной передаче, коробка полуавтомат заблаговременно готовится включить следующую. Происходит это незамедлительно после наступления определенных условий. В итоге удалось сократить время переключения до 8 миллисекунд – такими показателями может похвастаться не каждый современный «автомат».

Коробка полуавтомат, принцип работы которой достаточно сложен, отличается наличием массы электронных систем, учитывающих многочисленные параметры при движении автомобиля, в котором педаль сцепления отсутствует за ненадобностью. Все внутренние механизмы должны работать синхронно и очень четко – именно в этом случае достигается высокое удобство при управлении таким автомобилем. Водитель может вносить собственные коррективы в работу такой коробки при помощи специальных переключателей, обычно расположенных под рулевым колесом. На сегодняшний день известно уже несколько вариаций таких коробок – окончательная конструкция будет зависеть от автопроизводителя. О видах коробок рассказано на видео:

Достоинства и недостатки полуавтоматических коробок

Как показывает практика, невозможно состоять из одних преимуществ – любой узел в авто имеет и определенные недостатки. К числу неоспоримых преимуществ полуавтоматов перед МКПП следует отнести следующие:

• максимальная комфортабельность для водителя;
• отличные динамические показатели автомобиля при разгоне;
• использование всех возможностей двигателя, что также увеличивает его динамику;
• ряд модификаций таких коробок отличает и компактность, что актуально для малолитражек;
• выраженное снижение расхода топлива, обусловленное не только самой коробкой, но и возможностью установки менее мощных моторов.

 Из основных недостатков полуавтоматических коробок можно назвать такие, как:

• высокая стоимость;
• дороговизна ремонта, обусловленная сложностью конструкции;
• в случае нештатных ситуаций в пути без эвакуатора не обойтись, а отремонтировать такую коробку можно далеко не в каждом сервисе.
  
  
  

Автомат или полуавтомат – что надежнее

Многие водители, приобретающие новое авто, до последнего не могут решить – что же им предпочесть. Многие считают автомат более современным, надежным и удобным в эксплуатации, но на самом деле все это далеко от истины. Коробка передач полуавтомат, по сути, представляет собой десятилетиями проверенную механику, оснащенную современными дополнительными системами – автоматическим выключателем сцепления и системой переключения передач. Во время движения блок управления такой коробкой «руководствуется» не только заложенными в него алгоритмами работы, но и принимает сигналы от водителя и других датчиков автомобиля.

Полуавтоматическая коробка отличается повышенной надежностью и, в отличии от автомата, позволяет экономить на топливе, поскольку снижает его расход. Так как установка полуавтомата обходится автопроизводителю дешевле, стоимость на автомобиль снижается и для покупателя. Количество серьезных поломок у полуавтоматических коробок также существенно ниже, а ремонтировать их, по сравнению с автоматом, куда проще. По итогам получается, что полуавтомат позволяет сэкономить не только на приобретении авто, но и снижает на него эксплуатационные расходы.

Принцип работы коробки-полуавтомата

Вся работа механической части такой коробки практически идентична с «действиями» механической. Существенные отличия наблюдаются в присутствии электронной составляющей, которая и определяет весь существующий комфорт при вождении. За управление этой сложной системой отвечает специальный блок, содержащий все необходимые для эффективного переключения передач алгоритмы. При этом, при работе, он в состоянии учитывать информацию, поступающую от имеющихся в авто систем и самого водителя. Это обеспечивает непревзойденную точность и эффективность управления процессом смены передач.

Несмотря на наличие достаточного количества электронных систем в коробке, основную работу при смене передач выполняют ее стальные механические части, принимающие на себя основную нагрузку. Если учесть, что вся электроника надежно защищена, полуавтоматическая коробка имеет огромный ресурс работы. Единственным условием является ее обслуживание только у профессиональных механиков – неправильные их действия могут привести к тому, что авто попытается «тронуться самостоятельно», к примеру, со светофора на оживленном перекрестке. По итогам получается, что полуавтоматическая коробка, на сегодняшний день, является наиболее оптимальным средством обеспечить смену передач в автомобиле.

• Принцип работы раздаточной коробки, виды, назначение
• Какая коробка передач лучше
• Установка короткоходной кулисы
• Как работает гидромеханическая коробка передач