Передача крутящего момента от двигателя на колеса: трансмиссия автомобиля

Сфера применения планетарных МКПП

На заре автомобилестроения планетарные трансмиссии присутствовали и в механических коробках – например, в знаменитой модели Ford T. Передачи переключались тремя педалями, педаль газа перенесли на подрулевой переключатель. Первая передача включалась левой педалью, вторая – центральной, задняя – правой. В 1928 году модель сняли с конвейера, и эра планетарных МКПП ушла в небытиё.

В 30-е годы появились первые полуавтоматические коробки передач планетарного типа, которые впоследствии были вытеснены полностью автоматическими.

В полуавтоматах функции сцепления выполняла гидромуфта. В автоматических трансмиссиях – гидротрансформатор.

Впрочем, планетарные МКПП всё ещё в ходу – их устанавливают в гусеничную технику (трактора, экскаваторы), в том числе военного назначения (танки, транспортёры, тягачи). Используется планетарный механизм в металлорежущих станках, и даже в турбинах авиационных двигателей, в качестве редуктора.

Весьма популярны планетарные коробки передач в велосипедных трансмиссиях. Они отличаются долговечностью, малым весом и простотой эксплуатации, являясь, по существу, необслуживаемыми. Однако они существенно увеличивают стоимость двухколёсной техники, поэтому в чисто спортивных моделях не используются, во многом – из-за увеличения массы ТС на 1,5-2 кг. и плохой ремонтопригодностью, если сравнивать с устройствами переключения передач параллелограммного типа.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ АКПП (КОРОБКИ АВТОМАТ)

Перед началом движения всегда следует нажать на педаль тормоза, перевести селектор коробки автомат в нужную позицию, не нажимая при этом на педаль управления дроссельной заслонкой. После легкого толчка можно отпустить педаль тормоза и начать движение, воздействуя для этого на педаль управления дроссельной заслонкой.

Первое время после начала движения рекомендуется избегать динамичной езды, пока масло во всех агрегатах не прогрелось до рабочей температуры. В холодное время года до начала движения не помешает немного прогреть масло в АКПП. Для этого необходимо переместить РВД во все положения, задерживаясь в каждом из них на несколько секунд. Затем включите один из диапазонов движения и несколько минут удерживайте автомобиль тормозом, двигатель при этом должен работать на холостых оборотах.

БУКСИРОВКА ПРИЦЕПА С КОРОБКОЙ АВТОМАТ

Здесь нужно помнить, что чем выше нагрузка на коробку автомат, тем больше происходит выделения тепла в гидротрансформаторе. Если вы постоянно пользуетесь прицепом, подумайте об установке дополнительного радиатора в систему охлаждения АКПП. Кроме того, в случае длительного буксирования прицепа использование повышающей передачи нежелательно. Лучше это делать на диапазонах «3» или «2».

ПЕРЕКЛЮЧАТЬ РЫЧАГ ВЫБОРА ДИАПАЗОНА КОРОБКИ АВТОМАТ НА ХОДУ в положения «Р» и «R» категорически запрещено. В оба эти положения рычаг можно переводить только при полной остановке автомобиля. Нарушение этого правила может привести к серьезной поломке АКПП. Кроме того, не рекомендуется во время движения переводить РВД в положение «N», поскольку в этом случае теряется связь колес с двигателем, и резкое торможение может вызвать занос автомобиля. А во все остальные положения РВД можно спокойно переводить. В некоторых случаях это даже рекомендуется делать специально. Так, перевод РВД из положения «3» в положение «2» увеличит эффективность торможения двигателем.

МОЖНО ЛИ БУКСОВАТЬ НА МАШИНЕ С АКПП?

Ничего криминального во время буксования в коробке автомат не происходит. Повышенное тепловыделение в гидротрансформаторе в этом случае может быть критичным, если система охлаждения имеет низкую эффективность (радиатор охлаждения АКПП засорен продуктами износа).

БУКСИРОВКА АВТОМОБИЛЯ С АКПП (Коробкой автомат)

Здесь однозначных советов дать невозможно, лучше придерживаться рекомендаций данных в инструкции по эксплуатации

Тем не менее нужно помнить одно важное условие: буксировка должна осуществляться при работающем двигателе и установке селектора в положение «N». Дело в том, что смазывание пар трения в АКПП осуществляется принудительно при помощи насоса

В том случае если коробка дала усомниться в ее исправности, нет уверенности в том, что насос развивает соответствующее давление в масляной магистрали. Правда, косвенно работоспособность насоса оценить можно. Нужно сравнить уровень масла при заглушенном и работающем двигателе. Если уровень не меняется, смело вызывайте эвакуатор!!!

Бесступенчатые КПП Ниссан (Jatco)

Автомобильный концерн Ниссан разработал коробки Jatco, которые стали ставится не только на модели бренда, но и на авто других производителей. На российском автомобильном рынке (вторичном) довольно много машин с вариатором фирмы Jatco, поэтому получить информацию о надежности КПП и их ресурсе несложно.

Вариатор Ниссан

Статистика официальных и независимых сервисных центров позволяет оценить надежность и ресурс вариаторов, стоимость и целесообразность ремонтных работ, доступность запасных частей.

При рассмотрении коробок упор будет сделан на CVT Ниссан Кашкай, другие модели также попадут в поле зрения. Это позволит ответить на вопрос о том, надежен ли вариатор Ниссан.

CVT Nissan Qashqai j10, X-trail T31 (T32), Murano (Z50 и Z51), Teana

Модели Jatco JF010E и JF011E представляют собой второе поколение бесступенчатых коробок. Вторая сочетается с бензиновыми ДВС на 2 и 2,5 литра, первая идет с мотором на 3,5 л. По конструкции отличий нет, на первом вариаторе лишь усилены элементы в расчете на более высокий крутящий момент.

Jatco JF010E

Вариатор JF011E ставился на кроссоверы Кашкай и Икс-Трейл предпоследнего поколения, а также на автомобиль Mitsubishi Outlander (две последние генерации). JF010E шел на кроссовер Мурано (Z50 и Z51) и седан Теана.

Надежность вариатора Кашкай не вызывает сомнений, поскольку рассматриваемое семейство КПП не отличается наличием характерных болячек. Ресурс составляет порядка 150-200 тыс. км. Как только срок службы CVT Nissan подходит к концу, его элементы уже имеют критический износ.

Плюс CVT заключается в их ремонтопригодности. Стоимость последнего составляет 150-180 тыс. рублей. Концерн выдает на рынок запчастей гидроблок или вариатор в сборе. Найти некоторые запчасти можно на рынке, другие поддаются ремонту. Новая бесступенчатая КПП стоит 200-230 тысяч. Если ресурс позволяет, нужно выбирать этот вариант.

Jatco JF011E

При сравнении с коробками первого поколения оказывается, что новая генерация уступает по ресурсу почти в два раза. Экономия на производстве и упрощение играют свою роль, что сказывается на надежности последних версий трансмиссий.

Вариатор Ниссан (Рено) для моторов малого объема

Атмосферные ДВС с малым объемом получили силовую передачу JF015E. Указанный CVT ставился на кроссоверы Кашкай, Каптюр, а также на Рено Флюенс с мотором на 1,6 литра. Конструктивная особенность вариаторов для ДВС малого объема – двухступенчатая планетарная передача. Уменьшенные в размере конусы были хороши в теоретическом смысле, на деле получилась конструкция, которая снижает собственный ресурс и сказывается на надежности.

Jatco JF015E

Отвечая на вопрос о том, сколько ходит вариатор Ниссан этого семейства, стоит отметить, что естественный износ элементов в силу непродуманности технических решений наступает раньше запланированного. Ресурс вариатора – до 120000 км пробега.

Ремонт коробки сводится к шлифовке ведущего и ведомого валов. Требования к оборудованию для шлифования и к опыту мастера высоки, поэтому жизнь отремонтированной детали может оказаться не долгой.

Вариатор Jatco JF15

Масляного насоса здесь такой же, как и на версиях JF010E и JF011E. В целом, можно сказать, что бесступенчатая коробка для малолитражных авто не блещет надежностью, имеет невысокий ресурс и склонна к поломкам.

CVT8 для Qashqai j11, Х-Trail T32

Серия CVT8 сменила десятое семейство вариаторов Jatco. Модели JF016E и JF017E имеют в качестве конструктивной базы технические решения своих предшественников. Унаследованными оказались и сочетания с моторами: коробка вариатор Х-Трейл и Кашкай – JF016E. На Мурано и Патфайндер пошла модель JF017E.

Jatco JF017E

По конструкции представители серии приобрели отличия. Коробкам под объемные двигатели понадобился штифтовый ремень, для авто с меньшим объемом было решено оставить прежний вариант – пластинчатый.

Неисправности вариатора Ниссан связаны с усложнением управляющей системы в тандеме с «железом» старой базы. Ресурс агрегатов снизился, надежность их встала под большой вопрос. Плюс конструкции – в ее ремонтопригодности. Восстановление работоспособности стоит 150000 рублей, что дешевле, чем это было раньше. Суть ремонтных работ аналогична той, что была характерна для вариаторов десятого семейства. Схожесть используемых насосов позволяет заменить вышедший из строя редукционный клапан.

Jatco JF015E

Назначение

Применение дифференциалов в трансмиссиях автомобилей обусловлено необходимостью обеспечить вращение ведущих колёс одной оси с разной частотой. В первую очередь это необходимо в поворотах, но также и при разном диаметре ведущих колёс, что возможно при вынужденной установке шин двух разных типоразмеров или при разности давления в шинах. В случае, если оба колеса имеют жёсткую кинематическую связь, любое рассогласование частот вращения по вышеупомянутым причинам приводит к возникновению так называемой паразитной циркуляции мощности. Это безусловно вредное явление вызывает проскальзывание колеса с меньшей силой сцепления относительно поверхности дороги, дестабилизирует движение автомобиля по дуге, нагружает трансмиссию и двигатель, повышает расход топлива и проявляется тем сильнее, чем меньше радиус поворота и выше силы сцепления, действующие на колёса. Дифференциал, установленный в разрез валов привода колёс одной оси, позволяет разорвать жёсткую кинематическую связь между колёсами и устранить паразитную циркуляцию мощности, не потеряв при этом возможностей по передаче мощности на каждое колесо с КПД близким к 100%. Подобный дифференциал называется «межколёсным», а данная область применения является основной для дифференциалов вообще, так как межколёсный дифференциал присутствует в приводе ведущих колёс всех легковых, грузовых и абсолютно подавляющей части внедорожных, спортивных и гоночных автомобилей.

Помимо привода ведущих колёс автомобиля дифференциалы также применяются:

• В приводе двух и более постоянно ведущих осей от одного двигателя (так называемый «межосевой» дифференциал).
• В приводе соосных воздушных и водных винтов противоположного вращения (в качестве дифференциала и редуктора одновременно).
• В дифференциальных механизмах поворота гусеничных машин (в связке из одного-двух-трёх дифференциалов с разными принципами совместной работы).
• При сложении передаваемой вращением мощности от двух двигателей с произвольными частотами вращения на один общий вал.

При повороте автомобиля, все его колеса проходят разный по длине путь, и если между двумя ведущими колесами существует жесткая связь, они начнут проскальзывать. Скольжение колес при повороте приводит к повышенному расходу топлива, износу шин, нарушению устойчивости и т. п.

Дифференциал позволяет ведомым валам вращаться с разными угловыми скоростями и выполняет функции распределения подводимого к нему крутящего момента между колесами или ведущими мостами. Дифференциалы бывают межколесными и межосевыми (в случае установки между несколькими ведущими мостами).

Впервые дифференциал был применен в 1897г. на паровом автомобиле. В настоящее время все автомобили имеют межколесные дифференциалы на ведущих мостах. Наиболее распространенным является конический симметричный дифференциал, включающий в себя: корпус, сателлиты, ось сателлитов (или крестовину) и полуосевые шестерни. Обычно число сателлитов в дифференциалах легковых автомобилей — два, грузовых и внедорожных — четыре.

Симметричный дифференциал получил свое название за способность распределять подводимый момент поровну при любом соотношении угловых скоростей, соединенных с ним валов. Применение такого дифференциала в качестве межколесного, обеспечивает устойчивость при прямолинейном движении, а также при торможении двигателем на скользкой дороге.

Существенным недостатком обычного дифференциала является снижение проходимости автомобиля, если одно из его колес попадает в условия малого сцепления с опорной поверхностью. При этом на колесо, находящееся в нормальных сцепных условиях, нельзя подвести крутящий момент, превышающий тот, который может быть реализован на колесе, находящемся в условиях малого сцепления (это приводит к пробуксовке колеса). Для преодоления этого недостатка в некоторых конструкциях используются Дифференциалы полноприводных автомобилей различных конструкций.

1) с электронной блокировкой;

2) с дисковым дифференциалом;

3) с вязкостной муфтой.

Управление системой осуществляется как механически водителем, так и с помощью специальных блоков управления, которые учитывают угловые скорости колес и разность крутящего момента на переднем и заднем приводе. Полностью автоматические системы позволяют экономить топливо, обеспечивают улучшение проходимости автомобиля, облегчая его управление на высокой скорости и лучше реализуют мощность мотора.

Сегодня подобные системы самоблокирующихся дифференциалов зарекомендовали себя с наилучшей стороны, они отличаются прочностью, надежностью и долговечностью, не требуя в процессе эксплуатации какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Конструкция вариатора

Вариатор состоит из собственно вариатора, который изменяет обороты, механизма, который передаёт крутящий момент от двигателя на вариатор и разъединяет коробку от двигателя (может бы выполнен в виде сцепления либо гидротрансформатора), реверс для обеспечения заднего хода и собственно механизма, который этим всем управляет.

От двигателя момент передаётся на механизм, передающий крутящий момент вариатору. Он может быть выполнен в виде гидротрансформатора, как на классическом автомате; с мокрым многодисковым сцеплением, подобная конструкция используется в роботизированных коробках передач; либо могут использоваться менее распространённые технологии, такие как центробежное автоматическое сцепление, либо электромагнитное сцепление. Этот узел призван передавать крутящий момент от двигателя к  коробке и размыкаться в нейтральном положении.

Сам вариатор состоит из двух шкивов и ременной передачи между ними. Шкив состоит из двух конических дисков, которые перемешаются вдоль оси вращения, приближаясь и отдаляясь друг от друга. Когда они сближаются, ремень перемещается на внешний радиус вращения, когда отдаляются, ремень проваливается в образовавшуюся щель и радиус уменьшается. На первых вариаторах ремень был резиновым, что не придавало ему надёжности, на современных вариаторах используют металлический ремень, выполненный в виде цепи, это позволило уменьшить минимальный радиус шкива, так как резиновый ремень не мог сильно перегибаться и мог переломиться на подобном радиусе, а для цепи норм, работает.

Коробка передач JH3, JR5, 21809

На автомобиль, в зависимости от комплектации, устанавливаются пятиступенчатые коробки передач Renault JH3 и JR5, а также ВАЗ-21809 (с 2021 г), выполненные по двухвальной схеме с синхронизаторами на все передачи переднего хода и объединенные с дифференциалом и главной передачей. В коробку передач на заводе заливают трансмиссионную жидкость, которая расчитана на весь срок службы автомобиля. Поэтому заменять масло в КПП по срокам ТО не нужно.

КПП JH3

Коробка передач JH3: 1 — задняя крышка кпп; 2 — кронштейн троса сцепления; 3 — вилка сцепления; 4 — картер кпп; 5 — штуцер сапуна; 6 — механизм переключения передач; 7 — полость для датчика скорости; 8 — вал правой полуосевой шестерни дифференциала; 9 — картер сцепления; 10 — первичный вал; 11 — пыльник; 12 — держатель для электропроводов; 13 — крышка маслозаливная; 14 — корпус внутреннего шарнира приводного механизма левого колеса; 15 — выключатель света заднего хода

Двигатель автомобиля, так же как и все двигатели внутреннего сгорания, развивает мощность и крутящий момент в сравнительно узком диапазоне оборотов. При уменьшении числа оборотов двигателя мощность уменьшается

Силовая передача позволяет уменьшать число оборотов ведущего моста по отношению к числу оборотов коленчатого вала двигателя, увеличивая тяговое усилие. Чем выше тяговое усилие, тем меньше скорость движения.

Во время езды на автомобиле возникает необходимость применять различные скорости движения и разные тяговые усилия. Так, например, при движении по глубокому песку скорость незначительна, а для преодоления сопротивления дороги необходимо довольно большое тяговое усилие. Большое тяговое усилие требуется также при трогании автомобиля с места и преодолении крутых подъемов. Напротив, при движении по дороге с твердым по крытием нужно небольшое тяговое усилие, а скорость движения может быть большой.

Для увеличения или уменьшения тягового усилия на ведущем мосте при неизменной величине крутящего момента на валу двигателя в силовой передаче автомобиля используется коробка передач.

Ввиду того, что двигатели различных моделей автомобиля имеют различную мощность, то, конечно, и передаточные числа отдельных передач, а, следовательно, и числа зубьев зубчатых колёс другие. Однако принцип работы коробок передач одинаковый, и операции по разборке, сборке и ремонту в общем аналогичны.

Назначение коробки передач — обеспечить дальнейшее преобразование крутящего момента по величине и направлению в соответствии с нагрузкой на автомобиль, а также создать возможность работы двигателя на холостом ходу.

Основной принцип работы КПП везде одинаков, суть которого заключается в попарном соединении шестерен, которые имеют разное число зубьев. При этом передаваемый шестернями крутящий момент изменяется пропорционально передаточному числу, т.е. отношению чиста зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей.

Коробка передач в принципе очень простое устройство.

Механизм управления коробкой передач: 1 – втулка (к ней подсоединяется тяга управления КПП); 2 – фиксатор рычага КПП; 3 – рычаг переключения передач (имеет шаровую опру которая вставлена в корпус); 4 – рукоятка рычага; 5 – пластмассовый корпус

Тяга управления КПП: 1 – стяжной болт; 2 – хомут; 3 – гайка; 4 – тяга; 5 – палец тяги

Тяга крепится одним концом к втулке механизма управления КПП, а другим концом к механизму переключения установленному на КПП.

КПП JR5

Коробка передач JR5: 1 — первичный вал; 2 — сальник привода правого колеса; 3 — картер сцепления; 4 — картер КПП; 5 — задняя крышка; 6 — штуцер сапуна; 7 — рым-кронштейн; 8 — рычаг включения передач; 9 — рычаг выбора передач; 10 — датчик скорости или заглушка; 11 — кронштейн крепления тросов управления коробкой передач; 12 — сальник привода левого колеса; 13 — выключатель света заднего хода; 14 — крышка маслозаливная; 15 — трубка подвода жидкости к рабочему цилиндру гидропривода сцепления; 16 — подшипник выключения сцепления

Механизм управления коробкой передач: 1 — трос выбора передач; 2 — трос включения передач; 3 — механизм управления; 4 — рычаг переключения передач; 5 — чехол рычага переключения передач; 6 — рукоятка рычага переключения передач

КПП ВАЗ-21809

Переработанная коробка передач производства ВАЗ с тросовым приводом переключения. Устанавливается на Lada Largus вместо КПП JR5 с 2021 года, в паре с 16-клапанным мотором ВАЗ-21129. Совместно с зарубежными инженерами над коробкой произведён ряд доработок с целью снижения шумов вибраций, в т.ч. был изменен профиль зуба шестерён. Повышена чёткость и сбалансированность переключения передач.

Назначение трансмиссии

• распределение;
• смену направления;
• преобразование величины;
• передача момента к колесам транспортного средства от двигателя.

Уже сегодня началась реализация автомобилей с гибридным типом системы (сочетает особенности электромеханики и гидромеханики). В целом, трансмиссии отличаются по виду преобразуемой энергии. Но это их не единственное отличие. Также разница между ними сводится по типу привода. Даже далекому от автомобилей человеку известны его основные исполнения:

• передний привод (FWD);
• задний привод (RWD);
• полный привод (4WD).

В результате от типа привода машины классифицируют на переднеприводные, заднеприводные и полноприводные. Заметим, что устройство трансмиссии машин с различным приводом может значительно отличаться. В состав переднего и заднего привода входят присущие конкретному типу конструкции устройства и механизмы. В большей мере это касается автомобилей с задним приводом, так как на переднеприводных машинах часть элементов может попросту отсутствовать. Например, нет карданной передачи, когда установлены ШРУСы и приводные валы – полуоси.

Устройство системы автомобиля

Задний привод считается наиболее простым, экономичным, легким в обслуживании и реализуемым с наименьшими затратами. Большинство старых автомобилей заднеприводные, но это не говорит о том, что такая система примитивна. Сегодня модели машин из одного ценового сегмента с RWD и FWD одинаково технологически совершенны. Трансмиссии транспортных средств, как правило, включает следующие механизмы:

• Сцепление. Без этого устройства невозможна работа многоступенчатой коробки передач. Обеспечивает связь двигателя и коробки передач. Благодаря сцеплению стала возможной передача усилия от двигателя внутреннего сгорания на составные части трансмиссии.
• Коробка передач. Пожалуй, наиболее значимый элемент системы, без которого не получится преобразовать поступающий от двигателя момент и направить его на колеса. За счет коробки меняется скорость автомобиля. Передачи переднего хода обеспечивают движение вперед, для движения назад отвечает передача заднего хода. Нейтральная передача обеспечивает отсоединение трансмиссии от силовой установки.
• Дифференциал. Еще один значимый и ключевой механизм системы. В первую очередь необходим для распределения и передачи момента от коробки к колесам. Крайне важен для устойчивого положения машины во время прохождения сложных участков, поскольку дифференциал обеспечивает вращение полуосей с различной скоростью.
• Карданная передача. Передает тяговое усилие от вторичного вала КПП к главной передаче под меняющимся углом.
• ШРУС. Среди автомобилистов со стажем известна как «граната». Получила название из-за внешней схожести с взрывчатым боеприпасом. Скромные по размерам механизмы заставляют вращаться колеса и управляют ими. Принцип действия схож с работой кардана, но ШРУСы являются более совершенными и сложными деталями. В авто с передним приводом обычно реализуют два ШРУСа для соединения с дифференциалом и два наружных для связи с колесами.

Многие современные внедорожники производят с постоянным или подключаемым полным приводом. С конструктивной точки зрения этот тип самый сложный, следовательно, требует более затратного обслуживания и ремонта в случае выхода из строя. Фактически сочетает в себе особенности переднего и заднего привода, образуя, таким образом, их комбинацию.

Также стоит сказать несколько слов о новомодной трансмиссии – электрической. Передовые производители автомобилей продолжают следовать тенденции электрификации ранее созданных моделей. А такая компания, как Tesla, вовсе начала производство электрических транспортных средств с нуля. Электрический тип трансмиссии отличается низким уровнем издаваемого шума, некоторые модели получили одноступенчатый редуктор, а в модификациях Active Wheel трансмиссионная функция выполняется электронным методом.

Плюсы и минусы планетарных трансмиссий

Планетарный механизм, используемый в автоматических коробках, обладает рядом неоспоримых достоинств:

• компактность механизма (все шестерни скомпонованы рядом и расположены на одной оси);
• низкая шумность, обусловленная минимальной загрузкой зубьев;
• планетарная коробка обеспечивает увеличение количества передаточных чисел;
• такая коробка работает более плавно, с гораздо меньшим уровнем вибраций;
• зубья шестерен обладают большим ресурсом, поскольку могут выдерживать в разы большую нагрузку.

Но есть и недостатки:

• сложность конструкции предполагает высокую стоимость изготовления, что сказывается на конечной цене изделия;
• из-за необходимости соблюдения высокой точности при сборке ремонтопригодность таких трансмиссий весьма низкая;
• планетарный механизм весьма требователен к нагрузкам: если этим злоупотреблять, надёжность и КПД коробки резко падает. Причина очевидна – сложность конструкции и большое количество шестерен, при частой интенсивной нагрузке потери на трение возрастают, как и вероятность поломки;
• АКПП весьма чувствительна к качеству и уровню трансмиссионного масла. Если с этими характеристиками возникнут проблемы, коробка долго не проработает.

В любом случае принцип работы, положенный в основу планетарной коробки передач, позволяет делать её более компактной, чем механический аналог, что в современном автомобилестроении ценится очень высоко.

Характерной особенностью планетарных механизмов является способность обеспечивать передачу солидного крутящего момента, который весьма равномерно передаётся на сателлиты, и чем их больше, тем меньшие нагрузки испытывают зубья. Эта особенность активно используется в тяжёлой военной технике.

Если конструкция такой коробки спроектирована грамотно, то она заведомо будет иметь больший КПД, чем у двух- и трёхвальных МКПП.

Отметим также, что тенденция производить автоматические коробки с увеличенным числом ступеней ведёт к существенному усложнению конструкции, вызванному необходимостью применения каскадных схем, что сказывается на надёжности таких агрегатов.

Требования к трансмиссии

Главные требования, которыми должна соответствовать трансмиссия:

• безопасность и надежность;
• высокий коэффициент полезного действия;
• легкое рулевое управление;
• низкий уровень шума;
• минимальный вес элементов;
• максимальный показатель мощности.

Механизм с высоким КПД и уровнем надежности напрямую влияет на безопасность автовладельца и пассажиров во время движения. Управление трансмиссией должно осуществляться легко, чтобы не отвлекать автомобилиста от дороги. Габариты и вес системы отражаются на стоимости автомобиля, поэтому инженеры стараются делать ее меньше и легче. Также трансмиссия должна издавать минимальное количество шума, что особенно актуально для личного авто.

ДИАГНОСТИКА И НЕИСПРАВНОСТИ АКПП (КОРОБКИ АВТОМАТ)

Многие владельцы автомобилей с автоматической коробкой передач (особенно подержанного) задумываются о том, как себя поведет АКПП во время дальнейшей эксплуатации. Вопрос, сколько еще времени нормально профункционирует коробка передач, изнутри гложет немалое количество автовладельцев. Особый холодок под ложечкой возникает тогда, когда речь заходит о стоимости предполагаемого ремонта АКПП (коробки автомат). Скажем так, ремонта автоматической коробки передач не стоит пугаться, поскольку, как и в любом деле, сложности могут возникнуть совершенно различные, а посему и рецепты их преодоления также отличаются. Давайте обо всем по порядку.

Перед тем как лечить какую-либо болезнь, вы обращаетесь к врачу, а он, в свою очередь, назначает обследование. Автомобиль требует к себе точно такого же отношения. Начнем с диагностики АКПП. Особенно актуальна эта процедура для подержанных автомобилей, поскольку реальный пробег для покупателя остается тайной за семью печатями.

Долговечность фрикционов коробки автомат во многом определяется стилем вождения, ясно, что спортивные старты с каждого светофора не добавляют им долговечности. Причем год выпуска здесь совершенно не играет никакой роли. Известны отдельные случаи, когда ежегодные пробеги отдельно взятых автомобилей достигали 200 и более тысяч километров. Где гарантия того, что автомобиль двухлетней давности, на который вы положили глаз, уже не выработал свой ресурс?! Внешне он может выглядеть как конфетка, однако что у него за начинка, остается только догадываться.

Что такое механизм сцепления

Данное устройство обеспечивает передачу вращения от двигателя к КПП. Его конструкция предусматривает плавную работу трансмиссии при начале движения, ускорении, изменении скорости. В его функции также входит кратковременное отсоединение силового агрегата от трансмиссии. При применении сцепления фрикционного типа вращение передается за счет силы трения между дисками механизма. В зависимости от количества рабочих элементов, механизмы сцепления разделяются на одно-, двух-, многодисковые устройства.

Если диски работают в жидкой среде, такой механизм относится к категории мокрого сцепления. В другом случае сцепление осуществляется за счет трения дисков – сухой вариант соответственно. Современные автомобили чаще всего оснащены двухдисковым механизмом сухого типа.

Ведущий и ведомый диски взаимно прижимаются друг к другу при помощи:

• специальных пружин;
• системы рычагов;
• нажимных подшипников.

Благодаря такому плотному взаимодействию, энергия от мотора передается далее на трансмиссию автомобиля.

При нажатии на педаль сцепления диски расходятся, поток энергии прерывается. Однако, маховик под воздействием силы инерции продолжает вращаться. Плавное нажатие на педаль сцепления приводит автомобиль в движение. При этом диски снова взаимно сжимаются для дальнейшей передачи вращения.

Принцип действия

Для того, чтобы водитель мог включить необходимую передачу, необходимо временно разъединить двигатель и первичный вал МКПП. В коробках с механическим управлением для этой цели служит сцепление. В автомобилях используют дисковые сцепления, использующие силу трения между рабочими поверхностями двух дисков — ведущего и ведомого.

Выжимая педаль сцепления, водитель разобщает двигатель и коробку, получая возможность с помощью управляющего рычага поменять пары шестерен, находящиеся в зацеплении. Но валы коробки, даже и отсоединенной от двигателя с помощью сцепления, продолжают вращаться. Скорость вращения при этом у них разная. Поэтому зубья шестерен, входящих в зацепление, не совмещены между собой и с силой соударяются друг об друга. Нагрузка, возникающая при этом, весьма велика и сокращает срок службы деталей. Чтобы снизить отрицательный эффект соударения, конструкторы ввели в устройство механической КПП синхронизаторы.

Синхронизатор представляет собой муфту с внутренними зубьями и конусными зубчатыми кольцами. Шестерни синхронизированной коробки передач имеют конические поверхности, соответствующие поверхностям колец. Принцип работы: выравнивание скоростей вращения происходит за счет сил трения, возникающих между шестернями и кольцами муфты синхронизатора.

Устройство вариатора

Передаточное число изменяется с помощью клиноременной передачи, ремень вращается на шкивах, которые изменяются в диаметре. По сути, вариатор- это обычная ременная передача с двумя шкивами,- ведущим и ведомым,- только у одних и тех же шкивов может быть разный, плавно изменяемый, диаметр. Соответственно, передаточное число будет разным при разных диаметрах шкивов.

Диаметр шкивов увеличивается/уменьшается пропорционально, то есть, находясь на одной и той же оси, они должны обеспечивать одну и ту же длину ремня и примерно одинаковое натяжение. Соответственно, чем меньше диаметр ведущего шкива, тем больше будет диаметр ведомого и тем больше крутящий момент будет передаваться, и наоборот. А максимальная скорость автомобиля, наоборот, будет когда крутящий момент будет минимальным.

Принцип работы вариатора

Работа вариатора заключается в том, что изменяется радиус шкивов и тем самым изменяется передаточное число. В любой другой коробке есть фиксированные передачи, в вариаторе как таковых передач нет, в вариаторе бесконечное множество передач в определённом диапазоне.

Компьютер обычно настраивают таким образом, что двигатель работает в таком режиме, при котором обеспечивает максимальный крутящий момент. А коробка передач делает ускорение максимально быстрым. Не нужно полностью выкручивать двигатель, чтобы включить повышенную передачу, и дальше разгонять машину с низов, коробка всегда находится на оптимальном передаточном числе, а двигатель постоянно развивает максимальный крутящий момент, и нет задержек при переключении.

Коробка передач (КПП)

Коробка передач отвечает за задний ход и скорость вращения колёс, а также позволяет отсоединять двигатель и трансмиссию друг от друга на длительный срок. Различают ступенчатые и бесступенчатые КПП. В ступенчатых механизмах изменение передачи происходит ступенчато, к таким конструкциям относятся механические и роботизированные КПП. Примером бесступенчатой коробки передач является вариатор. Если машина оборудована механической коробкой передач, то автомобилист должен самостоятельно переключать передачи с помощью специального рычага. КПП с таким строением отличаются простотой и надёжностью. На данный момент — это самая распространённая конструкция, но в последнее время среди автомобилистов набирает популярность автоматическая коробка передач.

Роботизированные конструкции представляют собой простую КПП, в которой все необходимые действия автоматизированы и контролируются точной электроникой. Соответственно, водителю не нужно выжимать сцепление и переключать передачи. Такие КПП позволяют осуществлять более динамичный разгон и снижают расход топлива. В некоторых моделях установлено двойное сцепление, позволяющее переключать передачи без обрыва мощности. Комбинированные (автоматические) КПП сочетают в себе элементы двух вышеуказанных систем. АКПП имеют длительный эксплуатационный срок и рационально используют мощность двигателя. Недостатками конструкции является медленный разгон и повышенный расход бензина.

Что в итоге

Как видно, после двигателя вторым по важности агрегатом в устройстве автомобиля является коробка переключения передач. Сама же КПП входит в состав трансмиссии, которая может быть реализована при помощи различных схем и конструктивных решений

Автомобили с задним приводом имеют так называемую «классическую» компоновку, отличаются остротой рулевого управления, динамичным разгоном и т.д. Передний привод более устойчив на дороге, менее склонен к заносам,  позволяет более эффективно контролировать автомобиль в поворотах и т.д.

Полный привод сочетает в себе определенные преимущества как переднего, так и заднего привода, однако является более  дорогим и сложным решением. Так или иначе, как от двигателя, так и от трансмиссии напрямую зависят динамические показатели и другие эксплуатационные характеристики автомобиля, что необходимо учитывать при проектировании, в рамках тюнинга авто и т.д.