Что такое трансмиссия с силовым переключением передач

Что такое трансмиссия с силовым переключением передач

Велосипедная трансмиссия

Трансмиссия — одна из важнейших частей велосипеда, определяющая его возможности и значительно влияющая на итоговую стоимость байка. От правильного выбора трансмиссии (привода) во многом зависит то, как вы сможете использовать свой велосипед в дальнейшем — будь то городская езда, гонки по бездорожью, езда по шоссе или внедорожный туризм. Заранее отметим, что универсального и идеально подходящего для всех условий решения здесь нет и быть не может — выигрывая в одном, мы всегда проигрываем в другом. Поэтому при покупке велосипеда или комплектующих для апгрейда важно учитывать свои нынешние и возможные будущие потребности. В конечном счете, никто не говорит, что велосипед должен быть одним для всех условий эксплуатации — многие опытные байкеры имеют несколько различных велосипедов.

1. Разновидности и особенности

Здесь рассмотрим общую конструкцию различных систем переключения передач и разберем, для чего они предназначены, какие имеют достоинства и недостатки. Напомним, что идеальная трансмиссия недостижима — у любого решения есть и достоинства, и недостатки. Те, кто считает, что можно просто вложить ОЧЕНЬ много денег и получить идеал во всех отношениях, впоследствии зачастую разочаровываются в таком подходе.

1.1. Трансмиссия с внешним переключением

Это широко распространенная в настоящее время схема, включающая в себя:

• Систему — шатуны с 1-3 ведущими звездами.
• Задний переключатель.
• Передний переключатель (если ведущих звезд несколько).
• Манетки, с помощью которых ездок приводит в действие переключатели.
• Кассету — блок ведомых звезд числом до 11 штук.
• Специальную цепь — узкую, гибкую в поперечной плоскости.

Данная схема широко используется на велосипедах практически всех классов, однако в первую очередь она ориентирована на спорт всех направлений и тяжелые условия применения. Несмотря на большое количество узлов, все они достаточно простые, легкие, сравнительно недорогие, надежные, и большинство поломок может быть устранено в полевых условиях или на дому даже неспециалистом. Хорошая ухоженная трансмиссия в большинстве условий переключает быстро, чётко, также позволяет гибко настраивать передаточные отношения под абсолютно любые условия: от езды с рюкзаком в гору по грязи до гонок по шоссе.

Практически все компоненты находятся на виду. Владельцу велосипеда достаточно прочитать считанное число статей по обслуживанию такой трансмиссии, чтобы она перестала быть для него «черным ящиком». В дальнейшем, настройка, апгрейд и ремонт выполняются просто и логично, с минимумом необходимых инструментов.

Обратная сторона медали — потребность в регулярном обслуживании (чистке, смазке) и периодической замене расходников. А их тут очень много (в порядке увеличения ресурса): цепь, ролики переключателя, тросики и рубашки, кассета, каретка, звезды системы. И за всем этим надо следить, если хочется безотказной и качественной работы. Поэтому для ежедневной утилитарной езды по городу внешнее переключение подходит не очень хорошо — при больших пробегах в любую погоду слишком много времени и денег будет уходить на поддержание велосипеда в форме.

Если за этим не следить, то цепь начинает выть и скрежетать, четкость переключения пропадает, однако велосипед продолжает ехать, несмотря ни на что. Но надо помнить, что запущенная трансмиссия не только плохо работает — при критическом износе попытка заменить один компонент (например, цепь) потянет за собой замену многих других компонентов (кассета, звезды системы, ролики переключателя), которые уже давно приработались друг к другу и «не одобрят» появление чего-то нового.

Кстати, у трансмиссии с внешним переключением есть понятие «запрещенных передач» (на самом деле — нерекомендуемых), на которых перекос цепи слишком большой, при этом повышается ее износ и появляется скрежет о рамку переключателя. Также надо упомянуть про риск оторвать задний переключатель — обычно в таких случаях ломается его кронштейн крепления к раме («петух»), специально изготавливаемый непрочным. Поэтому запасной петух (конечно, если он сменный) — важная запчасть в личной вело-аптечке.

Несмотря на свои недостатки (чего стоит один лишь список из 100 возможных причин плохого переключения), трансмиссия с внешним переключением прочно застолбила место в конструкции почти всех спортивных велосипедов (за счет живучести и малого веса), а также большинства остальных (за счет простоты и низкой цены). Зачастую даже ситибайки оснащаются такой трансмиссией, несмотря на то, что для них гораздо больше подходит следующий вид, который мы рассмотрим.

1.2. Трансмиссия с внутренним переключением

В большинстве случаев такая трансмиссия строится на основе планетарной втулки. Подробнее об ее устройстве желающие могут почитать в соответствующей статье. Планетарная втулка строится на основе одного или нескольких шестеренчатых планетарных редукторов и по конструкции напоминанет автомобильную КПП (или механические часы, кому что ближе). Количество редукторов определяет количество передач, диапазон передаточных отношений, сложность, вес и стоимость втулки. Переключение передач, как правило, происходит с помощью только одной манетки. Передачи можно переключать как на месте, так и в движении, а «запрещенных» передач не существует, поэтому планетарка очень проста в эксплуатации.

Помимо планетарной втулки с манеткой, в трансмиссию также входят система с одной ведущей звездой, ведомая звезда и цепь. Звезды и цепь зачастую широкие, прочные, с зубьями полного профиля, что заметно увеличивает их ресурс по сравнению с компонентами для внешнего переключения. Автор с удивлением отмечает, что широкую цепь из нержавеющей стали даже смазывать нужно гораздо реже — она не издает звуков даже в грязном и несмазанном виде.

Для установки планетарной втулки (также справедливо и для синглспида, и для вариаторов) требуется соответствующая рама, позволяющая натягивать цепь. Классический способ — это горизонтальные дропауты (для внешней трансмиссии обычно используются вертикальные), также могут применяться сдвижные дропауты или эксцентриковая каретка, двигающаяся в раме вперед-назад. В самом крайнем случае можно использовать обычную раму с натяжителем цепи (фактически это упрощенный задний переключатель), но при этом баланс достоинств и недостатков конструкции становится неудовлетворительным.

Планетарные втулки в первую очередь предназначены для применений с небольшой нагрузкой в простых условиях эксплуатации, обеспечивая в таком случае хорошую работу и отсутствие необходимости в частом обслуживании. Фактически, можно ездить по городу целый год, лишь изредка смазывая цепь, и только в межсезонье отдавать велосипед механику для проведения ТО. Но при попытке самостоятельного обслуживания, настройки или установки владелец столкнется со множеством мелких шестеренок и сложной конструкцией, не прощающей ошибок: неправильно установленная или настроенная планетарка проживёт очень недолго и потребует замены (как минимум, некоторых внутренних узлов, а то и целиком). Разумеется, про обслуживание в полевых условиях или неквалифицированными мастерами нужно забыть.

Современные планетарные втулки имеют от 2 до 14 передач, самые продвинутые из них по диапазону трансмиссии приближаются к системам с внешним переключением передач. Если быть точным, то 8-скоростная втулка (например, Shimano Alfine SG-S500) эквивалентна велосипеду с кассетой и одинарной системой, 11-скоростная (например, Shimano Alfine SG-S700) — с двойной, 14-скоростная (Rohloff Speedhub) — с тройной. Необходимо учитывать, что несмотря на формально широкий диапазон трансмиссии, втулки с 11 передачами и менее не обеспечивают такую же тяговитость, как типичная трансмиссия с внешним переключением. То есть вы сможете заехать в холм без груза, но в случае серьезной горы или 20-кг велорюкзака вам зачастую придется идти пешком. Использовать «тяговые» сочетания звезд производители всех таких втулок запрещают. Эта особенность (наряду с большим весом) значительно ограничивает распространенность планетарок в спорте и велотуризме, невзирая на их заманчивость. Сюда же запишем и боязнь погружений в воду.

Также не надо забывать и о проверенных временем 2-3-скоростных планетарках (например, Shimano Nexus и SRAM i3). Конечно, нельзя представить горный велосипед или шоссейник с такой трансмиссией, однако для равнинного города они подходят очень хорошо: дешевые, неубиваемые, с вполне достаточным диапазоном для езды по асфальту без груза. Единственное, что разница между передачами там довольно большая, поэтому неизбежно появление «неудобных» скоростей, на которых крутить педали неприятно на любой передаче. Если хочется удобства для ног при езде в городе, надо смотреть на 7-8-скоростные втулки ценой около 200 евро, а для более-менее полноценной конкуренции с классической трансмиссией при езде за городом — 11 передач (цена такой втулки 400 евро) или даже 14 передач (цена 800 евро).

1.3. Другие варианты трансмиссии

1. Глухая передача (велосипеды на ее основе называют «фиксерами», «фикседами» и «глухарями»). Колеса жестко соединены с системой посредством цепи, свободного хода нет. Исторически один из первых видов трансмиссии, отличается крайней простотой и малым весом. Но недостатков вследствие отсутствия свободного хода гораздо больше, в результате применяется только на гоночных трековых велосипедах, а также на некоторых ситибайках, модных в определенных кругах.
2. Односкоростная — в задней втулке располагается механизм свободного хода (храповик), передающий нагрузку только при одном направлении вращения педалей. Велосипед с такой трансмиссией называется синглспидом. Наиболее массовый в прошлые годы, сейчас такой тип вытесняется в узкие рамки либо сверхбюджетных велосипедов, либо сверхмодных, либо специфических спортивных (например, ВМХ). Некоторые односкоростные втулки имеют две звездочки с разных сторон, позволяющие превращать обычный синглспид в фиксед простым переворотом колеса.
3. С обратным вращением педалей — это исторически первая многоскоростная трансмиссия, где для перехода на другую передачу нужно начать вращать педали в противоположную сторону. Практически не применяется по понятным причинам.
4. Вариатор — трансмиссия с плавным изменением передаточного отношения. Массово применяется на мотороллерах, встречается на автомобилях, а на велосипедах практически не используется. Выпускаемая втулка с вариатором под маркой NuVinci отличается крайне большой массой, в остальном по достоинствам и недостаткам сходна с обычными планетарками.
5. Комбинированная трансмиссия с внешним и внутренним переключением, например: планетарная втулка и система с несколькими звездами, либо планетарная втулка с кассетой, либо встроенный в систему планетарный редуктор. (Кстати, таким образом можно сделать велосипед с 3х10х3=90 передачами!) Здесь требуется очень хорошо понимать, какие достоинства и недостатки появятся при использовании таких гибридов. Потому что при неграмотном конструировании может оказаться так, что итоговая система будет сочетать только недостатки исходных конструкций, а достоинства исчезнут (к сожалению, такие примеры были и на велосипедах фабричного производства). С другой стороны, определенное будущее есть у планетарных редукторов в системе или в задней втулке в сочетании с кассетой (в обоих случаях ликвидируется проблемный узел переднего переключателя).
6. Автоматическая трансмиссия. Выпускается в двух принципиальных разновидностях — сложная и очень дорогая система на основе электрического переключения передач и простейшая механическая на основе планетарной втулки. В последнем случае внутри 2-скоростной втулки (пример такой втулки — SRAM Automatix) укреплены 2 подпружиненных грузика, которые при наборе скорости раздвигаются и включают повышенную передачу.

Привод ремнём или карданным валом. Такая трансмиссия требует особоую конструкцию рамы и не может работать с внешним переключением передач, что соответственно ограничивает возможные применения. В обоих случаях существенно снижаются требования к периодическому обслуживанию трансмиссии (чистка, смазка), но недостатки также имеются (в первую очередь, высокая цена), вследствие чего такие приводы ограниченно применяются в велостроении. Можно лишь отметить популярный складной велосипед Strida с ременным приводом.

Электрическое переключение. В этом оборудовании вместо тросов используются миниатюрные электромоторы, встроенные в переключатели, и кнопки управления в манетках. Такая конструкция ликвидирует проблему загрязнения тросов и необходимость периодической настройки — переключатели сами подстраиваются под выбранную передачу оптимальным образом. Но и недостатки тоже имеются, в первую очередь, высокая стоимость и больше количество уязвимых узлов.

В следующей части нашей статьи мы рассмотрим составные части велосипедной трансмиссии, особенности различных видов компонентов.

Что такое трансмиссия автомобиля

Людям, чья деятельность не связана с механикой или управлением транспорта, значение слова «трансмиссия» практически неизвестно. Для чего нужна трансмиссия, какую роль она играет в конструкции автомобиля, из чего состоит и как научиться определять самые частые поломки — читайте в этой статье.

Что такое трансмиссия?

Сам термин пришел в русский язык из итальянского: существительное «transmissio» обозначает переход, передачу. Глагол «transmittere» звучит как передавать, пересылать. Под трансмиссией в машиностроении в широком смысле понимают передачу энергии от ее источника (двигателя, силовой установки) к рабочим органам машины. В автомобиле независимо от его типа (легкового, грузового) трансмиссия — система узлов и механизмов, передающих вращательное, поступательное движение от двигателя к колесам.

От правильной работы каждого компонента системы зависят:

• безопасность водителя, пассажира;
• расход топлива;
• износ трущихся, соприкасающихся друг с другом деталей;
• соответствие технических характеристик сведениям, заявленным производителем.

Трансмиссионные детали, узлы и механизмы производят из износоустойчивых материалов, способных выдерживать высокие механические нагрузки, воздействие перепадов температур, химически активных веществ. Для уменьшения трения, охлаждения трансмиссии применяют специальные моторные масла, которые нужно регулярно менять согласно инструкции завода-производителя авто.

Что входит в трансмиссию автомобиля

Стандартный комплект трансмиссионной передачи состоит из нескольких компонентов:

• сцепления;
• коробки передач;
• карданной передачи;
• главной передачи;
• дифференциала;
• полуосей.

В зависимости от компоновки (передний, задний, полный привод) трансмиссия может включать другие узлы: ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей), раздаточные коробки, фрикционные, вязкостные муфты.

Сцепление

Сцепление — набор деталей, который способен на некоторое время отделить передачу крутящего момента от двигателя к колесам. Узел устанавливают на машинах, оснащенных механическими коробками передач. Принцип действия — сухое трение дисков: Если крайняя левая педаль остается не нажатой, два диска ведомый (трансмиссия) и ведущий (двигатель) остаются плотно прижатыми друг к другу.

Механизм крайне чувствителен к неправильным действиям водителя и может часто выходить из строя из-за резкого включения сцепления («сгорают» соприкасающиеся детали). У большинства авто с автоматическими коробками переключения передач роль сцепления играют гидротрансформаторы — две турбины, связанные валами с двигателем и трансмиссией, которые вращаются в моторном масле. Ведущая турбина передает свою энергию вращения жидкости, от движения которой начинает вращаться ведомая.

Для простоты восприятия — это как два пропеллера, расположенные друг напротив друга. После включения одного струя воздуха начинает вращать лопасти второго. Вместо пропеллеров — турбины, вместо воздуха — вязкое моторное масло.

Коробка передач

Частота вращения коленчатого вала в двигателе примерно в 4 раза больше, чем тот же показатель у ведущих колес. Одна из функций трансмиссии — установка нужного крутящего момента, сообщаемого колесам. Например, При преодолении бездорожья на низкой передачи двигатель работает интенсивнее, а колеса вращаются медленнее. Разрыв в частоте вращения коленвала и ведущих колес сокращается, когда машина двигается по шоссе с высокой скоростью и относительно невысоких оборотах двигателя. Такую возможность предоставляет КПП — сложная система валов и шестерен, преобразующих крутящий момент до нужного показателя. Коробки изготавливают в нескольких вариантах:

• ручные (МКПП);
• автоматические (АКПП).

Коробки-автоматы делятся на собственно автоматические, роботизированные и вариаторы.

Карданная передача

Карданный вал — деталь, передающая вращение двигателя от коробки передач к задней оси автомобиля. Такой вид соединения используют в производстве заднеприводных либо полноприводных моделях авто. Характерная особенность — вал состоит из двух частей, соединенных под углом специальным шарниром. В переднеприводных автомобилях крутящий момент передается прямо к колесам валами из кардана коробки передач.

Главная передача

Узел, который сообщает вращение коленвала к ведущему мосту, называют главной передачей. Основная функция — уменьшение вращательного момента, передаваемого к колесам. Чем больше разница между количеством оборотов двигателя и колес, тем выше проходимость авто.

Дифференциал

При движении колеса машины (передние, задние, с правой либо левой стороны) могут вращаться с разной скоростью. Например, при повороте направо правые колоса преодолевают меньший путь, чем левые, поэтому вращаются медленнее. То же самое происходит, когда авто двигается по неровной проезжей части с большими неровностями. Для компенсации неравных скоростей вращения используют дифференциал — систему шестерен, вращающихся с двумя степенями свободы. Блокировка дифференциала (одна из функций в полноприводных автомашинах) заставляет колеса одной оси либо двух осей вращаться с одинаковой скоростью.

Виды трансмиссий автомобиля

Тип трансмиссионной системы зависит от источника энергии и способа передачи крутящего момента от ДВС к колесам транспорта. Автопроизводители выпускают транспорт с несколькими видами трансмиссий:

• механической;
• гидромеханической;
• электрической;
• гибридной.

Механическая

Наиболее распространенный вид передачи энергии, присутствует во всех автомобилях с механической коробкой переключения передач и блоком сцепления. Вращение коленвала передается через диски сцепления к коробке передач и другим трансмиссионным узлам.

Гидромеханическая

Набирает популярность благодаря широкому использованию АКПП в новых моделях авто. Механическое вращение трансформируется в движение жидкости (масла) в гидротрансформаторе — более совершенной замене сцепления. Передача крутящего момента через трансформатор — более плавная.

Электрическая

Используется в электрокарах и машинах с гибридными силовыми установками. В первом случае электроэнергия из аккумулятора приводит в действие электромотор, вращающий колеса. Автогибриды оснащены двумя типами силовых установок: двигателями внутреннего сгорания, электродвигателями, а также аккумуляторами. Часть моделей авто использует ДВС только после разгона до определенной скорости, до этого момента колеса крутит электроток. Некоторые решения позволяют постоянно передвигаться при помощи электродвигателей, используя бензиновый мотор невысокой мощности только для подзарядки аккумуляторов.

Читайте также: Что такое раздаточная коробка в автомобиле и как она работает.

Наиболее частые признаки поломки трансмиссии

Наиболее сложный в ремонте элемент трансмиссии — коробка переключения передач. Владельца автомобиля должны насторожить:

• трудности при переключении передач, хруст, скрипы, другие посторонние звуки при переведении рычага в другое положение;
• невозможно включить передачу;
• в салоне появляется резкий запах моторного масла;
• шелест, стуки, когда рычаг переключения передач находится в нейтральном положении.

Утечка масла из КПП — серьезная причина сразу же обратиться к специалистам. Недостаток смазки способен полностью вывести механизм из строя.

Повреждение тросика, «слабая» педаль сцепления способны привести к «залипанию» муфты сцепления. При нажатии на педаль диски не смогут разъединиться, и переключить скорость не получится. При этом раздается неприятный скрежещущий звук.

Читайте также: Что такое дифференциал в автомобиле и для чего он нужен.

Автоматическая трансмиссия: типы трансмиссий и принципы их работы

Автоматическая трансмиссия — это не только комфорт в повседневном использовании автомобиля, но и большая безопасность, потому что водитель не должен заниматься переключением передач и может сосредоточиться на управлении автомобилем. Современные автоматические трансмиссии также могут оптимизировать расход топлива, что иногда является финансовым преимуществом.

При поиске подержанного автомобиля полезно знать, какой тип трансмиссии использовался в конкретном транспортном средстве. Посмотрев на это сквозь пальцы, можно совершить серьезную ошибку, которая может сильно урезать наш бюджет. Итак, давайте посмотрим, какие типы автоматических трансмиссий можно найти на рынке и что нужно сделать, чтобы езда на «автомате» была как можно более беспроблемной.

Типы автоматической трансмиссии

1. Полуавтоматическая коробка передач

В этой конструкции инженеры намеревались роботизировать классическую механическую коробку передач, а это означает, что управление «обычным» сцеплением осуществляется электроникой. Кроме того, водитель может переключать передачи с помощью подрулевыx переключателей или «джойстика». Такое решение облегчает вождение, но имеет серьезные недостатки, так как при переключении передач автомобиль резко дергается и реагирует очень инертно, что может создавать неудобства, особенно на городских улицах. Кроме того, затраты на ремонт таких трансмиссий, как правило, высоки. Среди популярных их названий можно упомянуть Selespeed, Sensodrive или Easytronic, а использовались такие трансмиссии, например, в моделях Alfa Romeo 156, а также (что интересно) в BMW 3 Series (E36), Fiat 500, Opel Astra H, Peugeot 208, Renault Twingo, Toyota Corolla или даже в Volkswagen Up!

б) Трансмиссия с гидротрансформатором

Этот тип коробки передач еще не так давно был очень популярен, однако в наши дни производители автомобилей его заменяют более новыми решениями. Трансмиссия с гидротрансформатором состоит из гидрокинетической системы сцепления или гидрокинетической коробки передач вместе с несколькими планетарными передачами. В этой конструкции шестерни в планетарной коробке передач соединяются или блокируются с помощью фрикционных зажимов и многодисковых тормозов.

Такая коробка передач заполнена маслом, что обеспечивает плавную работу ее отдельных элементов. Преемниками гидравлической коробки передач стали гидравлико-электрическая коробка передач и коробка передач с электронным управлением. Недостатком этого решения является его относительно низкая эксплуатационная эффективность, а точнее, огромные потери энергии, что ухудшает ходовые характеристики автомобиля и увеличивает расход топлива. С другой стороны, эта коробка передач отличается исключительной долговечностью и благодаря своей плавной работе гарантирует комфорт вождения. Раньше ее использовали почти все производители автомобилей, в том числе Mercedes, BMW, Audi, Ford, Renault и Volvo (в моделях V70, XC70, S60 и S80).

в) Бесступенчатая трансмиссия

Принцип работы трансмиссии этого типа можно сравнить с переключателями передач на велосипеде, за исключением того, что в автомобильных коробках передач используются не звездочки, а конические шкивы. Они соединены с помощью ремня или цепи, а при переключении передач колеса автомобиля сближаются или отдаляются друг от друга. Нажатие на педаль газа выводит обороты двигателя в минуту на фиксированный уровень, при этом автомобиль набирает скорость, пока педаль газа не будет отпущена. Крутящий момент передается непрерывно, отсутствие рывков и плавное вождение являются отличительными чертами, которые оценят умеренные водители. С другой стороны, пользователи, предпочитающие динамичный стиль вождения, при более высоких оборотах в минуту могут жаловаться на громкую работу двигателя. Эти коробки передач раньше обозначались как CVT или Multitronic и использовались такими компаниями, как Nissan, Honda, Mitsubishi и Audi (в моделях A4 B6,B7, B8, A5, A6 или даже A8).

г) Трансмиссия с двойным сцеплением

Как следует из названия, такая трансмиссия состоит из двух сцеплений, которые поставляются в сухом (для более слабых двигателей) или мокром варианте. Одно из сцеплений предназначено для нечетных передач и заднего хода, а другое — для четных передач. Кроме того, в каждом сцеплении также установлены по два вала сцепления и два главных вала, и все это позволяет переключать передачи за доли секунды. Такая конфигурация приводит к лучшим ходовым характеристикам автомобиля и снижению среднего расхода топлива. Ее недостатками являются ограниченная долговечность и предрасположенность к рывкам при старте. Такие трансмиссии могут называться DSG, S-Tronic, PowerShift, TCT, DCT, а устанавливаются они, среди прочего, в Audi A4, A6, Seat Leon, Skoda Octavia и Superb, Volkswagen Golf и Passat, и даже в правосторонней версии Bugatti Veyron.

Основные принципы использования автоматической коробки передач

При использовании автоматической трансмиссии во время движения или коротких остановок следует не злоупотреблять режимом N, так как он может создать дополнительную нагрузку на коробку передач (например, диски сцепления будут изнашиваться быстрее), и, кроме того, со временем могут появиться пробелы между движущимися элементами. Использование холостого хода или режима N при движении под уклон может быть рискованным, а иногда и совершенно необоснованным, поскольку такое движение может вызвать перегрев коробки передач.

В такой ситуации двигатель работает на низких оборотах и не обеспечивает достаточного давления масла, которое отвечает за смазку и охлаждение коробки передач. В немного более старых автомобилях не рекомендуется отключать привод, когда коробка передач работает в режиме D, R или в ручном режиме, так как выключение двигателя приводит к падению давления в коробке передач, и, следовательно, к недостаточной смазке рабочих элементов. В более новых моделях электроника может переключиться в режим парковки самостоятельно, если мы забудем это сделать. Кроме того, во время движения вперед невозможно сразу выбрать задний ход: сначала нужно остановить автомобиль, и только тогда можно начать двигаться назад. Внезапное переключение с переднего хода (D) на задний (R) во время движения может привести к серьезной неисправности и повреждению трансмиссии.

Автоматическая трансмиссия — запуск двигателя «с толчка»

Пользователи автомобилей с «автоматом» часто задают вопрос, можно ли запустить двигатель такого автомобиля с помощью так называемого метода «толчка»? К сожалению, нет — все попытки предпринять вышеупомянутые действия приведут к отказу или окончательному разрушению коробки передач. В крайних случаях это может даже привести к повреждению системы клапанов или элементов приводного устройства.

Автоматическая трансмиссия — буксировка прицепа

Мы уже упоминали, что автоматические коробки передач, как правило, чувствительны к перегреву. В связи с этим, автомеханики уделяют особое внимание вопросу буксировки тяжелых прицепов. Если вы планируете делать это, сначала на паспортной табличке автомобиля проверьте допустимый вес прицепа, который может буксировать ваш автомобиль. Иногда бывает, что способности буксировки некоторых моделей в значительной степени символичны, и речь идет не только о размерах, но и о массе.

Также необходимо проверить, оборудован ли в вашей машине охладитель трансмиссионного масла. Он может отсутствовать в некоторых версиях, особенно импортированных из-за пределов Европы, а буксировка прицепа в таком случае может привести к перегреву коробки передач и, как следствие, к ее поломке. При необходимости на рынке можно найти компании, которые могут установить соответствующий охладитель. Стоимость такой услуги, безусловно, будет ниже, чем замена или капитальный ремонт коробки передач вашего автомобиля.

Автоматическая трансмиссия — буксировка автомобиля

Может показаться, что, поскольку автоматическая коробка передач имеет нейтральный режим с маркировкой N, в случае неисправности автомобиль можно отбуксировать на ближайшую сервисную станцию или место для парковки. Производители автомобилей часто допускают такую возможность, но с условием, что нельзя превышать определенную скорость и расстояние. В большинстве случаев ограничение устанавливается на уровне до 50 км/ч. Это вытекает из описанного выше риска перегрева коробки передач. Тем не менее, мы рекомендуем всегда следовать правилу, согласно которому автомобиль с автоматической коробкой передач можно буксировать только в чрезвычайных ситуациях, и всегда лучше использовать эвакуатор.

Автоматическая трансмиссия — замена масла в коробке передач

Специалисты утверждают, что в классической коробке передач (с гидротрансформатором) менять масло следует каждые 60 тысяч км, если производитель не рекомендует иное. Интервалы замены зависят от конструкции коробки передач и используемой смазки – синтетическое масло можно использовать дольше, а минеральное следует менять чаще. Также придется заменить фильтр, что иногда может быть сложно, так как в старых конструкциях он обычно устанавливается довольно глубоко в коробке передач. Однако если вы не поменяете масло, это приведет к скоплению примесей, которые могут, например, забить электроклапаны и со временем повредить весь блок управления.

В некоторых трансмиссиях с двойным сцеплением производители определяют интервал замены масла каждые 120 тыс. км. Рекомендуем сократить этот период наполовину и обратиться в станцию техобслуживания, проехав 60 тыс. км. Наиболее устойчивой к эксплуатационной небрежности является полуавтоматическая коробка передач, однако в этом случае вы должны прежде всего помнить о замене масла в гидравлической системе, которая управляет сцеплением. Бесступенчатые трансмиссии чувствительны к содержанию и качеству масла, и его лучше менять каждые 60 тыс. км или даже чаще, например, проехав 30 тыс. км.

Автоматическая трансмиссия — наиболее распространенные неисправности

Если в классической автоматической коробке передач случается перегрев масла или самой коробки, в результате могут быть повреждены прокладки и фрикционные пластины, а также гидрокинетическая муфта. В трансмиссии с двойным сцеплением частой проблемой для двухмассовых маховиков и самого сцепления является избыточный износ, кроме того, так называемые сухие коробки передач ломаются чаще, чем трансмиссии с «мокрым» сцеплением.

В полуавтоматических коробках передач чаще всего происходит поломка оборудования, поскольку переключение передач осуществляется гидравлическими и электрическими приводами. Бесступенчатые коробки передач не обладают исключительной долговечностью, они также страдают от неисправностей блока управления, поломок системы сцепления, растянутой или сломанной цепи и неисправного масляного насоса. Во многих случаях на работу автоматической коробки передач влияет способ использования автомобиля, качество выполняемого техобслуживания, а также (что интересно) оборудование двигателя, а именно, свечи зажигания, кабели высокого напряжения и генератор переменного тока.

Автоматическая трансмиссия — «переключение передач с помощью проводов»

При обсуждении темы автоматических коробок передач также стоит упомянуть технологию «переключение передач с помощью проводов», о которой много не говорят, однако она становится все более распространенной. Возможно, что через некоторое время данная технология станет значительным элементом автомобилей с автономными системами нового поколения или даже полностью автономных транспортных средств, потому что такие автомобили сами определяют направление движения и скорость. Вам достаточно указать пункт назначения, так как режимы передачи выбираются с помощью электроники (их подбирает блок управления).

Требуемый режим (D, N или R) активируется небольшим рычагом или кнопками, которые можно найти на рулевой колонке либо около центральной панели. Затем сигнал по беспроводной связи передается на приемник коробки передач, который включает или выключает определенную передачу. Кроме того, эта инновационная технология позволяет более эффективно проектировать интерьер автомобиля и уменьшает его массу за счет исключения большого количества механических элементов, которые в противном случае находились бы под центральным туннелем или приборной панелью. Система «переключение передач с помощью проводов» может быть оборудована вместе с бесступенчатой трансмиссией, трансмиссией с двойным сцеплением или полуавтоматической трансмиссией. Она уже используется многими производителями автомобилей и доступна в таких марках как Audi, BMW, Citroen, Mercedes, Volkswagen или Toyota.

Что такое трансмиссия

Трансмиссия является одной из автомобильных систем, имеющих в своём составе различные узлы и детали. Их основная задача — передавать усилие от мотора на ведущий мост. Однако это лишь поверхностное представление о трансмиссии современного автомобиля, на самом деле она требует более подробного изучения.

Внимание. Система трансмиссии не только передаёт крутящий момент (КМ) от двигателя к колёсам машины, но и влияет на направление вращения и частоту, контролирует распределение усилия между осями.

Типы трансмиссий

На сегодняшний день в автомобильной промышленности нашли применение 4 типа трансмиссий.

Механическая коробка передач

Самой известной и старейшей является МКПП или механическая коробка передач. В этой трансмиссии вращение передаётся посредством работы шестерёнок, управление над которыми водитель осуществляет вручную.

Сильные стороны МКПП — довольно высокий КПД, хорошая экономия горючего, простота конструкции и надёжность, недорогое обслуживание. Что касается недостатков, то это низкий комфорт управления — современному автолюбителю не по душе каждый раз «дёргать» за ручку. Сегодня это неудобно, учитывая степень загруженности городских дорог и большое количество светофоров.

Несмотря на техническую архаичность, МКПП пока остаётся лидером среди остальных типов трансмиссий, устанавливаемых на автомобили в наши дни. Эксперты объясняют такой расклад низким бюджетом производства механических коробок передач.

Принцип работы «механики» осуществляется в паре со сцеплением. Узел позволяет временно разъединять силовой агрегат от трансмиссии, что даёт возможность быстро переключать передачи без ущерба для коробки и двигателя. Регулируется сцепление водителем из салона, путём нажатия ногой на педаль.

МКПП состоит из шестерёнок и осей валов. Сегодня большей частью применяются шестерни с косым зубом. Они менее шумные и прочные, отличаются максимальным сроком службы. Отдельного внимания заслуживают синхронизаторы, позволяющие обходиться без двойного выжима.

Роботизированная трансмиссия

«Робот» или роботизированная трансмиссия отличается от «механики» способом управления — здесь контролирует электроника, а не водитель. Хотя «робот» способен работать и в режиме полуавтоматическом, когда автомобилист сам переключает ступени, используя селектор или рулевые лепестки.

Плюсом роботизированной коробки можно смело назвать комфортность управления — нет необходимости каждый раз тянуть за рычаг. Что касается минуса, то основным является задержка при переключении, наблюдаемая многими владельцами автомобиля. Известны и другие недостатки — отсутствие плавности хода и резкие рывки.

Интересно. Озабоченные большим количеством недостатков роботизированной коробки передач, современные инженеры придумали эффективный выход из ситуации. В наши дни «робот» синхронизируют с 2 сцеплениями, что позволяет быстрее переключать ступени. Такой вариант называется селективной КПП.

Автоматическая коробка передач

«Автомат» или автоматизированная коробка передач — по популярности на втором месте после МКПП. Является сложной трансмиссией, состоящей из множества элементов, включая датчики. АКПП работает не со сцеплением, а с гидротрансформатором.

Принцип работы «автомата» схож с «роботом» тем, что переключение ступеней возможно как вручную, так и без помощи водителя. Однако АКПП не имеет характерного недостатка роботизированной коробки передач — резких рывков при переключении скоростей.

Недостатком АКПП по праву названа дороговизна. Её однозначно нельзя назвать и экономичной для автовладельца — расходует много масла. Это наряду с тем, что ремонт «автомата» обходится в большую сумму.

Различают 2 типа АКПП: с гидравликой и электроникой.

1. Гидроавтомат считается самой простой коробкой, работающей в паре с турбинами рабочей жидкости.
2. Электронная АКПП — модернизированный вариант гидроавтомата, позволяющий выбирать режимы Sport, Econom и Winter.

Бесступенчатая трансмиссия

Вариатор — это коробка, не имеющая ступеней переключения. Она так и называется — бесступенчатая КПП. Передача КМ в такой трансмиссии осуществляется цепью или ремнём, а передаточное соотношение регулируется шкивом.

Основные достоинства вариатора: увеличение ресурса автомотора, плавность хода и полное отсутствие рывков при передвижении. Что касается недостатков, то это медленный разгон и дорогое обслуживание.

Агрегаты трансмиссии автомобиля

Трансмиссию иначе можно назвать совокупностью определённых механизмов и агрегатов. Помимо КПП, в их число входят: сцепление, главная передача, дифференциал и кардан.

Диск сцепления

Путём воздействия на сцепление при остановке машины водителю не приходится глушить двигатель — включается нейтральная скорость, и коробка отсоединяется от мотора. В процессе езды сцепление вновь совмещает вращающийся двигатель и коробку.

Основная задача сцепления — соединять и отсоединять КПП с двигателем, делая это как можно плавнее. Размещается узел между силовой установкой и коробкой передач.

В трансмиссии автомобиля сцепление играет роль проводника. Именно оно передаёт усиление с объекта на объект. Управляет механизмом водитель, сидящий за рулём машины. Посредством педали он воздействует на привод, соответственно, осуществляется передача усилия.

Различают 3 типа привода, хотя в автомобилестроении чаще применяются лишь два: механический и гидравлический. Электрогидравлический привод такое распространение не получил.

Сцепление состоит из ряда функциональных элементов:

• дисков, тесно взаимосвязанных между собою;
• маховика, соединённого с корзиной — относится к самым прочным элементам, выдерживающим большие нагрузки;
• вилки выключения, разжимающей диски при нажатии педали;
• первичного вала коробки, на который передаётся КМ.

Принято различать «сухое» и «мокрое» сцепление.

1. Первый тип осуществляет передачу усилия напрямую между диском мотора и КПП, благодаря силам трения. Он часто устанавливается на внедорожники, оснащённые полным приводом.
2. «Мокрое» сцепление — использует гидротрансформаторное масло. Жидкость находится между обоими дисками. Такой вариант более надёжен, но стоит дороже обычного сцепления.

Главная передача

Это устройство предназначается для передачи КМ непосредственно к ведущему мосту. Состоит узел из полуоси, ведомой и ведущей шестерней, полуосевых шестерней и шестерней-сателлитов.

Основная задача главной передачи — увеличивать КМ силового агрегата и уменьшать частоту вращения ведущих колёс. На переднеприводных автомобилях этот узел расположен в КПП рядом с дифференциалом, а на заднеприводных — в картере моста.

Принято различать одинарную передачу и двойную, часто встречающуюся на грузовиках с увеличенным передаточным числом.

Дифференциал

Предназначен для передачи, изменения и распределения КМ. Один из конструктивных элементов трансмиссии. В зависимости от привода автомобиля располагается:

• в картере — задний привод;
• в КПП — передний привод;
• в раздатке — полный привод.

Конструктивная особенность дифференциала заключается в наличии планетарного редуктора. А в зависимости от зубчатой передачи, принято различать:

• конический дифференциал, используемый в качестве межколёсного;
• цилиндрический, который ставится между осями автомобилей с полным приводом;
• червячный — универсальный вариант, используемый и между колёсами, и между осями.

Дифференциал состоит из:

• корпуса или чашки, воспринимающей КМ от главной передачи;
• ведомой шестерни, жёстко зафиксированной на корпусе;
• осей с вращающимися сателлитами;
• шестерёнок.

Карданная передача

Кардан состоит из валов, промежуточной опоры, шарниров и шлицов, муфты.

1. Задний вал кардана наделён 2 шарнирами, позволяющими плавно передавать КМ от КПП к главной передаче при езде автомобиля по кочкам.
2. Шарниры с крестовинами дают возможность передачи КМ под углом.
3. Шлицы предназначены гасить колебания автомобильного кузова.

Кардан — это один из важнейших узлов. Если передача бывает неправильно отрегулирована, возникают сложности в работе трансмиссии: неприятный шум, вибрационные колебания и другие неисправности.

Назначение трансмиссии автомобиля

Тем самым, назначение трансмиссии — связывать двигатель с ведущим мостом автомобиля, передавать КМ и перераспределять его между колёсами, а также изменять и направлять вращение.

Внимание. Благодаря работе трансмиссии мощность ДВС трансформируется в полезный вращательный момент. Автомобиль легко стартует с места, и едет дальше с определённо заданной скоростью.

Основные симптомы неисправности трансмиссии:

• западание или заедание педали муфты;
• появление шума в области сцепления;
• наличие рывков при старте;
• пробуксовка автомобиля;
• утечка трансмиссионной жидкости.

Чтобы трансмиссия максимально эффективно выполняла свои функции, рекомендуется регулярно её обслуживать, своевременно выявлять и устранять неисправности.

Что такое трансмиссия автомобиля: объяснение простыми словами

Все узлы и детали автомобиля, задействованные в направлении потока мощности от двигателя к колёсам, относятся к комплексу средств, называемых трансмиссией или силовой передачей. Иногда её элементы параллельно выполняют другие функции, например, роль несущих конструкций, вспомогательной тормозной системы или источников сигнала для электронного оборудования, но по основному назначению продолжают относиться к трансмиссионной группе. Попытаемся рассказать, что такое трансмиссия автомобиля простыми словами. Насколько это вообще возможно, современный автомобиль достаточно сложен.

Назначение трансмиссии

Источником крутящего момента является, как правило, маховик двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Именно с него снимается вся необходимая для движения машины полезная мощность. Но для передачи её к ведущим колёсам потребуется создать схему, которая позволит изменять соотношение крутящего момента и скорости вращения. Произведение этих двух величин как раз и представляет собой мощность. Увеличивая одну из них при постоянной отдаче двигателем мощности, трансмиссия уменьшает вторую, что необходимо для обеспечения работы автомобиля в различных дорожных условиях и на разных скоростях. Причём этим соотношением должен оперативно управлять водитель или электронные системы машины. Практически это выражается в виде изменения передаточного числа трансмиссии. Таким образом, трансмиссия автомобиля это посредник между мотором и ведущими колёсами.

Помимо этого, силовая передача должна позволять выбирать момент, подаваемый на каждое колесо. В идеале — от нуля до максимума, хотя не все схемы на это способны. В простых случаях достаточно нагрузить крутящим моментом два ведущих колеса.

Физические принципы работы

По способу передачи момента возможны различные варианты исполнения.

• Механическая трансмиссия. Представляет собой набор валов и шестерёнчатых передач. Гидроавтоматические коробки также относятся к данной группе, поскольку гидравлика и электроника там используются только для управления процессом переключения передач.
• Гидравлическая трансмиссия. Практически не применяется на автомобилях, хотя есть примеры её использования в мототехнике. Базовым принципом является использование гидронасоса высокого давления с одной стороны и гидромоторов в качестве исполнительных механизмов. Между ними расположена напорная магистраль с гибкими шлангами.
• Электрическая трансмиссия. Выглядит самой простой и эффективной, видимо за ней будущее. К двигателю подсоединён генератор, вырабатывающий ток большой мощности, которым легко управлять и передавать его к исполнительным устройствам. В их роли применяются электромоторы. Мотор можно устанавливать на каждое ведущее колесо, реализуя любой алгоритм управления. В случае чистого электроавтомобиля в качестве источника энергии используется не генератор, а аккумуляторная тяговая батарея. Применяется реверсирование при реализации режима рекуперации энергии для подзаряда батареи при торможениях.
• Гибридные схемы. Например, совместное использование механической передачи на одну ось и электрической — на другую. По такому принципу уже построены некоторые серийные автомобили.

Виды привода

По количеству задействованных ведущих колёс возможны разные системы передачи момента. Трансмиссия автомобиля состоит из механизмов, реализующих эти схемы.

• Задний привод. Двигатель располагается впереди автомобиля или по центру кузова в пределах колёсной базы, или сзади над осью, или в заднем свесе. Коробка передач для организации лучшей развесовки может быть в блоке с двигателем или с главной передачей на задние колёса.
• Передний привод. Используется в массовых автомобилях, хотя иногда его применяют и в более дорогих классах, а также в лёгких грузовиках. Разница может быть лишь в поперечном расположении силового агрегата или продольном. Первая схема более компактна и проще реализуется.
• Подключаемый полный привод. Возможно много вариантов, но чаще всего используются два. На утилитарных внедорожниках водитель вручную подключает передний мост на тяжёлых участках при постоянном заднем. У кроссоверов используется электронная или вязкостная муфта, подключающая задний мост, постоянно в этом случае используется передний.
• Постоянный полный привод. В машине всегда задействованы для создания тяги все колёса. Различные механические и электронные устройства могут изменять соотношение момента по осям или даже по колёсам.

Состав и функции отдельных узлов

Перечислим всё то, что входит в трансмиссию автомобиля.

Сцепление

Служит для разъединения двигателя с коробкой передач в автомобилях с механической или роботизированной КПП. Это необходимо при трогании с места и переключении передач. Может управляться водителем или сервоприводом со стороны электронного блока, заведующего режимами коробки с автоматическим переключением.

Сцепление бывает с одним диском или набором фрикционов, сухим или работающим в масле. Чаще всего применяется сухое однодисковое сцепление, состоящее из ведущего диска с нажимной пружиной диафрагменного типа, закреплённого на маховике коленвала, ведомого диска, скользящего по шлицам первичного вала коробки, и выжимного подшипника. Привод выключения сцепления гидравлический или тросовый. Часто рабочий гидроцилиндр сцепления объединён с выжимным подшипником.

При нажатии на педаль или активации сервопривода выжимной подшипник смещается по валу коробки и сжимает пружину ведущего диска. Ведомый перестаёт давить на поверхность маховика, и связь двигателя с коробкой прерывается.

Коробка передач

Самый сложный узел трансмиссии. Именно в нём осуществляется изменение общего передаточного числа для адаптации режима работы двигателя к конкретной дорожной ситуации. Коробки могут иметь различную конструкцию.

• Механические КПП. Смена передач происходит путём задействования тех или иных пар шестерён между ведущим и ведомым валами. Свободно вращающиеся на валах шестерни блокируются зубчатыми муфтами, снабжёнными синхронизаторами для более плавного переключения.
• Роботизированные МКПП. Конструктивно аналогичны, но переключение производится электроприводами, которые управляются электронным модулем. Педаль сцепления отсутствует, с точки зрения водителя это коробка-автомат. Могут снабжаться двумя сцеплениями и двумя наборами шестерён, чётного и нечётного ряда. В этом случае переключение многократно ускоряется, поскольку во время разгона на каждой передаче следующая уже включена, остаётся только разомкнуть одно сцепление и сомкнуть другое. Такой тип принято называть преселективной коробкой, или DSG.
• Гидромеханические автоматические коробки. Выбор передач происходит замыканием мокрых фрикционов в планетарных наборах шестерён. Отличаются плавностью работы, многоступенчатостью и сложными адаптивными алгоритмами электронного управления. При этом расход топлива выше, чем у механики. Вместо сцепления применён гидротрансформатор, состоящий из двух турбин, работающих в масле.
• Вариаторы. Представляют собой два шкива переменного диаметра, между которыми работает приводной ремень, иногда состоящий из металлических звеньев цепного типа. Это коробка бесступенчатого переключения, хотя часто в ней искусственно имитируется переключение виртуальных передач.

Раздаточные коробки

Обычно называются просто раздатками. Служат для распределения крутящего момента от КПП по ведущим мостам. Могут содержать демультипликатор, то есть дополнительную ступень повышения передаточного числа. Такая функция полезна внедорожникам, поскольку умножает крутящий момент на труднопроходимых участках, снижая при этом скорость на каждой передаче основной КПП.

Ведущие мосты

Служат для разворота направления вращения карданных валов к колёсам с одновременным дополнительным понижением передаточного числа. Применяются в основном пары гипоидного зацепления для снижения шумности работы. Здесь же устанавливаются межколёсные дифференциалы, иногда блокируемого типа. Блокировка важна для внедорожников, а также для спортивных автомобилей, где она позволяет применять векторное руление на больших скоростях и предельных режимах работы шин.

Карданные валы

Бывают двух типов — с применением классических крестовин или ШРУС, шарниров равных угловых скоростей. В последнем случае передача момента под большими углами происходит с меньшим уровнем вибраций. Карданными валами различного типа приводятся ведущие мосты, а также они передают вращение от редукторов к ступицам колёс.

Основным вектором развития автомобильных трансмиссий выглядит всё большее внедрение электрических и электронных устройств. Валы и шестерни заменяются электропроводкой и электромоторами, блокировки дифференциалов имитируются подтормаживанием отдельных колёс, применение механических КПП постепенно сокращается. Вершиной эволюции на данный момент представляется экологически чистый электромобиль, где трансмиссия в обычном понимании слова отсутствует полностью.

Видео: Что такое трансмиссия автомобиля простыми словами

Трансмиссия автомобиля

В машиностроении трансмиссией называется совокупность механизмов, призванная передавать крутящий момент от силового агрегата к рабочему органу механического устройства. Автомобильная трансмиссия выполняет ту же функцию и передает крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания к ходовой части (колесам) автомобиля для изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения транспортного устройства.

Что такое трансмиссия автомобиля

Автомобильная трансмиссия — разновидность трансмиссии, обеспечивающая движение автомобилем и его управление водителем. В общих случаях в состав автомобильной трансмиссии входят:

• сцепление либо гидротрансформатор;
• коробка передач;
• главная передача;
• шарнир равных угловых скоростей.

Опционально в состав трансмиссии также могут входить раздаточная коробка и карданная передача.

Классификация автомобильных трансмиссий основана на различных принципах переключения передач и передачи крутящего момента к рабочему органу автомобиля, то есть колесам. Выделяют следующие виды автомобильных трансмиссий:

• механическая;
• автоматическая;
• роботизированная;
• трансмиссия типа вариатор.

Устройство механической трансмиссии

Механическая трансмиссия — автомобильная трансмиссия, предназначенная для передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к колесам, в которой выбор передачи осуществляется водителем в ручном режиме. Функции механической трансмиссии осуществляются за счет механических устройств, поэтому она и получила такое название.

Принцип работы механической трансмиссии следующий: крутящий момент от силового агрегата через сцепление передается на первичный вал КПП. Сцепление обеспечивает разъединение мотора и трансмиссии для переключения передач без выключения оборотов двигателя. В механической трансмиссии сцепление выжимается водителем путем нажатия на педаль в салоне автомобиля. В момент, когда сцепление выжато, водителем осуществляется выбор передачи и вручную переключается рычаг КПП.

В механической трансмиссии оси валов расположены параллельно, на них расположены шестерни. Пары взаимодействующих шестерен образуют ступени, каждая из них имеет определенное передаточное число, определяемое отношением количества зубьев у выходной и входной шестерен в паре. Количество зубьев зависит от размера самой шестерни: чем больше зубьев — тем больше диаметр шестерни. Первая передача имеет самое большое передаточное число и, соответственно, входная шестерня имеет минимальный размер, а выходная — максимальный.

Передаточное число определяет скорость вращения и крутящий момент, передаваемый от коленчатого вала двигателя. Если передача увеличивает крутящий момент, то она является понижающей, если уменьшает — повышающей. У понижающей передачи скорость вращения шестерен снижается, у повышающей — повышается.

Существуют две основных разновидности механической трансмиссии: двухвальные и трехвальные КПП. У двухвальных крутящий момент передается непосредственно от ведущего вала к ведомому, у трехвальных между ними расположен промежуточный вал, повышающий общий КПД механической трансмиссии и позволяющий реализовать прямую передачу. Также механическая трансмиссия классифицируется по количеству ступеней: 4, 5, 6 и даже 7 на самых продвинутых автомобилях. Наибольшее распространение сейчас имеют 5- и 6-скоростные МКПП.

Механическая трансмиссия довольна проста, надежна и недорога в реализации. Однако ее основной недостаток — усложнение процесса управления автомобилем. Водитель должен полностью контролировать процесс переключения передач, что является достаточно утомительным занятием, особенно в режиме городской езды. Ошибки в переключении грозят перегрузкой двигателя или повреждением сцепления. Поэтому автопроизводители предлагают альтернативный варианты, в которых переключение передач осуществляется без участия водителя.

Устройство автоматической трансмиссии

Автоматическая трансмиссия обеспечивает переключение передач в автоматическом режиме. Это означает, что человеку, управляющему автомобилем, не нужно выжимать сцепление и переключать рычаг КПП. Коробка-автомат была разработана еще в начале XX века, основные принципы ее работы сохранились с того времени.

Классическим вариантом автоматической трансмиссии является гидротрансформаторная КПП, состоящая из следующих узлов:

• гидротрансформатора;
• планетарного механизма.

Последний включает в себя следующие детали

• гидравлический или электронный блок управления АКПП;
• фрикционную муфту;
• обгонную муфту;
• ленточный тормоз;
• масляный насос.

Гидротрансформатор обеспечивает передачу крутящего момента от силового агрегата и по своей сути заменяет сцепление. Передача крутящего момента осуществляется за счет накопления и использования кинетической энергии жидкости, находящейся внутри корпуса гидротрансформатора. Также он обеспечивает гашение толчков, возникающих при переключении передач, из-за отсутствия жесткой кинематической связи между своими элементами.

Планетарный механизм обеспечивает выбор скорости и передачу крутящего момента от гидротрансформатора к приводам колес. В планетарном механизме осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, что определяет выбор передаточного числа. Управление коробкой осуществляет гидравлический или электронный блок управления, собирающий сведения от различных датчиков и определяющий необходимый режим работы.

Классическая автоматизированная трансмиссия имеет множество достоинств: она обеспечивает комфортность управления автомобилем, имеет большой ресурс, зачастую превосходящий механическую трансмиссию, предотвращает банальные ошибки водителя при переключении передач. Разумеется, имеются и минусы: автомат достаточно дорог, поэтому им редко оснащаются автомобили эконом-класса. Также трансмиссия подобного типа увеличивает вес авто, снижает динамику и максимальную скорость, повышает расход топлива и требует тщательного ухода. В случае поломки ремонт автоматической трансмиссии обойдется владельцу авто в немаленькую сумму.

Устройство трансмиссии типа вариатор

Вариатор, или CVT (Continuously Variable Transmission), это разновидность бесступенчатой автомобильной трансмиссии. Вариатор способен плавно изменять коэффициент передачи во всем диапазоне скоростей и тяговых усилий, поэтому в процессе работы такой трансмиссии не наблюдается характерных толчков при переключении передач, свойственных другим видам трансмиссии.

На современных автомобилях самым распространенным видом является вариатор, основанный на работе клиноременной передачи. В нем передаточное число передается от ведущего шкива, соединенного с мотором, к ведомому, связанного с приводами колес. Между собой валы соединяются ремнем.

Принцип работы вариатора основан на изменении диаметра ведомого и ведущего шкивов при уменьшении или увеличении частоты оборотов двигателя. При трогании автомобиля, когда необходимо максимальное тяговое усилие, диаметр ведущего шкива минимален, ведомого максимален, что повышает коэффициент передачи. С набором скорости и увеличением оборотов силового агрегата диаметр ведущего шкива возрастает, а ведомого — падает, что уменьшает коэффициент передачи. Таким образом регулируется тяговое усилие, передаваемое на приводы колес. Как и на любых современных автомобилях, за регуляцию диаметра шкивов отвечает электроника, получающая команды из электронного блока управления.

Второй вариант бесступенчатой трансмиссии — тороидальный вариатор, встречающийся гораздо реже клиноременной схемы. При таком варианте передача крутящего момента регулируется роликами тороидальной формы, зажатыми между валами. Изменение передаточного числа осуществляется за счет увеличения или уменьшения площади контактных поверхностей соприкосновения роликов и валов. Для максимальной тяги роликовые зажимы поворачиваются в сторону ведомого вала, что увеличивает площадь соприкосновения и трение между ведомым валом и роликом. При увеличении скорости ролики поворачиваются в обратную сторону. Тороидные вариаторы более надежны и износостойки, однако дороже в производстве.

Плюсы бесступенчатой трансмиссии типа вариатор очевидны: она более динамична и эффективна, чем автомат, полностью отсутствуют рывки, выигрывает она и в экономичности по сравнению с автоматом. Однако и минусы вариатора также ярко выражены: ненадежность, относительно малый ресурс, дорогостоящий ремонт и необходимость дополнительного обслуживания (нужно покупать специальное трансмиссионное масло).

Роботизированная трансмиссия

Роботизированная трансмиссия — еще один вариант трансмиссии, позволяющий переключать передачи в автоматическом режиме и позволяющий избавиться от педали сцепления в салоне авто.

В большинстве случаев роботизированная трансмиссия является однодисковой с одним сцеплением, в качестве альтернативы предлагается двухдисковая (преселективная) — с двумя параллельными механическими коробками и двумя сцеплениями. В качестве экзотического варианта создана и трехдисковая роботизированная коробка с тремя параллельными механическими коробками и тремя сцеплениями.

Роботизированная КПП основана на работе классической механической КПП, однако переключение передач производится не вручную, а благодаря сервоприводам, управляемым электроникой. Один сервопривод выключает и включает сцепление, второй физически перемещает шестеренки в коробке передач. Сервоприводы могут быть электрическими (более доступный вариант, встречающийся на автомобилях эконом-класса) или гидравлическими, обеспечивающими более плавное переключение передач и сближающими робот с классическим автоматом. Такой вариант встречается на более дорогих автомобилях.

Принцип работы роботизированной трансмиссии с одним сцеплением (однодисковой) следующий. Крутящий момент передается на ведущий вал, который передает его на ведомый, соединенный приводом с колесами. Силовой агрегат и ведущий вал разделены сцеплением, переключением которого занимается сервопривод под управлением электроники. При разрыве сцепления второй сервопривод перемещает синхронизаторы коробки передач таким же образом, как это делает водитель рычагом КПП на механике. Однако для такой системы характерны разрывы в мощности и потери в тяге в момент переключения.

Для решения этой проблемы была разработана преселективная роботизированная трансмиссия (DCT) с двумя дисками (валами) и двумя сцеплениями для четных и нечетных передач. Когда автомобиль едет на нечетной передаче, второе сцепление подготавливает переключение на четную передачу и т. д. Благодаря этому исчезают разрывы в тяге при переключении передач, которое осуществляется в рекордно быстрый период времени (время отзыва — до 0,2 секунды и даже меньше).

В целом роботизированная трансмиссия имеет свои плюсы по сравнению с автоматом — она дешевле, занимает меньше места в подкапотном пространстве, меньше весит, достаточно экономична (на уровне механической трансмиссии). Также большинство роботов позволяет переключать передачи и в ручном режиме.

Минусы робота следующие — простые однодисковые роботы с электрическими сервоприводами не обеспечивают плавность переключения передач. Роботы с двумя сцеплениями и с гидравлическими сервоприводами достаточно дороги, недостаточно надежны и имеют сложности при ремонте. В нередких случаев при поломке приходится менять коробку передач целиком.

Источник: nevinka-info.ru