Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают
Коробка переключения передач (КПП) — элемент трансмиссии автомобиля, который передает мощность от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на ведущие колеса, при этом расширяя диапазон частоты вращения и крутящего момента мотора. Этот узел отвечает за эффективную работу мотора, влияет на динамику движения и расход топлива. Базовым для КПП считается предустановленный набор передаточных чисел — это коэффициент, на который увеличивается или уменьшается крутящий момент, поступающий от двигателя.
Передача, а в современных авто их может быть от 5 до 10, помогает работе двигателя в каждом из диапазонов скоростей. Для старта обычно применяется 1-я передача, но реже — 2-я (например, на грузовиках).
В зависимости от степени участия водителя, «коробка» может быть с ручным управлением (механическая) или автоматическая, где выбор передачи выполняет электроника. К таким агрегатам, как правило, относят не только классическую гидромеханику, но также «роботов» и вариаторы [1]. Отдельный класс — секвентальные КПП, которые чаще всего используют для гоночных автомобилей. Разбираемся в устройстве каждой из них и в том, как они работают.
Механическая
Самый простой и надежный в эксплуатации тип трансмиссии. Визуально определить МКПП несложно: по третьей педали (это педаль сцепления) и рычагу переключения передач. В современных автомобилях ступеней может быть 5, 6 или даже 7, плюс нейтральное положение и режим заднего хода.
Основные рабочие элементы механической коробки, в самом упрощенном варианте, это:
- корзина сцепления, что позволяет «соединять/отсоединять» ДВС и трансмиссию;
- пары косозубых шестерен, отвечающих за передаточное число и нужную скорость;
- синхронизаторы, обеспечивающие плавное включение передачи.
Все они расположены на валах, которых может быть два или три.
Первичный или ведущий вал напрямую связан с двигателем через сцепление. Это сделано для возможности «отсоединять/присоединять» трансмиссию к ДВС. Для передачи крутящего момента на конце входного вала жестко зафиксирована шестерня, которая вращает следующий, промежуточный вал.
На нем равно числу передач установлены разноразмерные ведущие зубчатые шестерни. Каждая работает в сцепке с шестеренками (ведомыми) на вторичном или выходном валу. На нем шестерни, в отличие от первых двух валов, свободно вращаются на оси. Образованные зубчатые пары отвечают за передаточное число и динамические характеристики передачи («короткая», «длинная» итд).
В МКПП переключение происходит в ручном режиме. Переводя в салоне рычаг в нужное положение, водитель двигает в сторону соответствующей зубчатой пары муфту. Чтобы избежать удара при смыкании, нужно выровнять частоты вращения валов — для этого применяются синхронизаторы.
Плюсы: долгий опыт эксплуатации в автопроме, простое устройство и ремонт, возможность вручную влиять на динамику авто.
Минусы: утомительное «втыкание» передач и нажатие педали сцепления в плотном трафике, ограниченный набор передач.
Автоматическая
Под классической АКПП, как правило, подразумевают гидромеханическую коробку переключения передач. В этом случае у водителя всего две педали, а вместо рычага КПП — селектор, который может быть выполнен в виде шайбы или кнопок, или подрулевой переключатель режимов: P — парковка, D — движение, N — нейтральная и R — задний ход.
В отличие от «механики» передача крутящего момента здесь сложнее, а электронный блок управления (ЭБУ) отвечает за выбор передачи. В современных автоматических трансмиссиях их может быть до 10 включительно.
Принцип работы строится на силе давления трансмиссионной жидкости, отсюда и слово «гидро» в названии. Главные рабочие элементы — гидротрансформатор и планетарная КПП [2].
- Гидротрансформатор или «бублик» (неофициальное название из-за тороидальной формы) отвечает за передачу крутящего от двигателя. В его состав входят три лопастных колеса — насосное, турбинное и реакторное. Все элементы заключены в герметичный кожух и погружены в рабочую жидкость. Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя, а турбинное — с первичным валом КПП. Когда двигатель заведен, масло в «бублике», нагнетаемое насосом, начинается непрерывно рециркулировать, проходя через крыльчатки реактора. В итоге механическая сила от маховика ДВС переходит в гидравлическую, а крутящий момент передается на планетарный механизм.
- Планетарная КПП — это зубчато-шестерной механизм, состоящий из центральной шестерни, сателлитов и неподвижной коронной шестерни. Вращение происходит в одной плоскости относительно центральной шестерни, подобно ходу планет вокруг Солнца. Сателлиты вращают водило, через которое крутящий момент передается на выходной вал КПП. Чтобы обеспечить смену передаточных чисел, эти шестерни имеют разные размеры, а потому движутся внутри короны каждая со своей скоростью.
Плюсы: за редким исключением — надежный и проверенный временем агрегат; обычно обеспечивает плавную и тихую езду.
Минусы: очень привередлив к качеству трансмиссионной жидкости, простые агрегаты могут быть «задумчивыми», дорогой и сложный ремонт в случае поломки.
Бесступенчатая
CVT или вариатор — это кардинально другой в техническом плане тип КПП [3], который, по большому счету, даже нельзя называть коробкой передач, так как передач в нем как раз-таки нет.
В отличие от классического «автомата» или «механики», он не имеет фиксированного количества предустановленных передач и выдает по сути неограниченное количество передаточных чисел. Такая гибкость достигается за счет работы двух противоположных шкивов конической формы, которые соединены цепью или ремнем.
В бесступенчатой коробке один конус соединен с валом двигателя, а другой — направляет мощность на ведущие колеса. Передаточные числа изменяются по мере того, как шкивы перемещаются все ближе и дальше друг от друга. Решение, на сколько сдвинуть шкивы, принимает электроника.
Эти изменения теоретически происходят все время, чтобы двигатель работал на наиболее эффективных оборотах. Однако современные CVT умеют имитировать фиксированные ступени, так как такое поведение более привычно водителям.
Плюсы: теоретически вариаторы считаются более капризными, чем классические «автоматы», однако наиболее удачные варианты по сроку службы не уступают гидромеханическим КПП.
Минусы: вариаторы не любят пробуксовки и заезда на высокие препятствия, от чего цепь (или ремень) стачивает поверхность шкивов.
Роботизированная
РКПП или просто «робот» — это гибрид автоматической и механической коробки передач. Для начала движения водитель, также как и на «автомате», выбирает один из режимов (D, P, N, R).
Механическая схема в ней аналогична МКПП, но для переключения передач и смыкания/размыкания сцепления здесь отвечают сервоприводы. Момент выбора нужной ступени контролируется электроникой.
Проще говоря, вместо педали сцепления и рычага коробки стоят электромоторы, которые по команде электроники «выжимают» сцепление и меняют ступени.
Плюсы: недорогая в обслуживании; освобождает водителя от необходимости переключать передачи вручную
Минусы: электронике нужно время, чтобы понять действия водителя и включить передачу, из-за этого разгоны происходят с характерными провалами потока мощности; высокая стоимость актуаторов.
Преселективная
По сути это та же роботизированная коробка переключения передач. Главное ее отличие в количестве сцеплений — их два [4]. Этот тип трансмиссии относительно новый — активно внедрение началось с 2003 года. Сегодня их ставят на все классы автомобилей: от небольших хэтчбеков до спорткаров.
Принцип работы такой коробки заключается в том, что каждое из сцеплений управляет своим набором передач: четными и нечетными. В итоге, когда автомобиль работает на одной передаче, следующая уже выбрана и готова к включению.
Например, машина едет на второй передаче и ускоряется. В этот момент электроника подает сигнал, и автоматика двигает муфту к следующей, 3-й передаче. Когда приходит время муфта, которая была включена для 2-й передачи, отключается, и теперь включается та, на которой была предварительно выбрана 3-я передача. В это время освободившееся сцепление уже выбирает 4-ю передачу.
Плюсы: быстрое переключение передач; высокая экономичность.
Минусы: инженерам не сразу удалось сделать этот тип КПП надежным, из-за чего автомобилисты часто избегают таких коробок; «преселективы» не всегда аккуратно работают на низких скоростях — в пробках могут чувствоваться толчки.
Секвентальная
Секвентальная или последовательная коробка передач — это разновидность механической трансмиссии, которая чаще всего используется в спортивных и гоночных автомобилях.
В отличие от классической «механики», где переключение происходит по Н-образной схеме, здесь «движение» возможно только последовательно [5]. То есть водитель не может стартовать со 2-й и сразу уйти на 4-ю передачу. В случае с «секвенталкой» ему понадобится пройти все передачи по очереди: от 1-й до 4-й.
Техническое устройство такой коробки схоже с классической «механикой», но есть ряд существенных отличий:
- отсутствует педаль сцепления, а за отключение вала отвечает электроника;
- используются прямозубые шестерни (вместо косозубых);
- переключение между передачами осуществляется гидравлическими сервоприводами.
Плюсы: очень высокая скорость переключения между передачами; нет потери мощности в момент смены; экономия топлива.
Минусы: высокий износ деталей; дорогая в ремонте.
Неисправности коробки переключения передач
Как и любой рабочий элемент, КПП подвержены износу и поломкам. Хотя при бережном уходе некоторые «коробки» готовы служить по несколько сотен тысяч километров. Причину неисправности и особенно ремонт данного узла лучше доверять проверенным мастерам, например, официальным дилерам или специалистам в клубных сервисах.
Как расшифровывается мкпп
механическая коробка переключения передач
Московская конфедерация промышленников и предпринимателей
Москва, организация
морской контрольно-пропускной пункт
Международный конгресс промышленников и предпринимателей
Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. — С.-Пб.: Политехника, 1997. — 527 с.
Межрегиональный комитет против пыток
организация
Источник: http://openinform.ru/news/pursuit/21.01.2012/26241/
Марийский клуб повышенной проходимости
авто, Марий Эл, организация
Источник: http://mkpp.org/
Словарь сокращений и аббревиатур . Академик . 2015 .
Полезное
Смотреть что такое «МКПП» в других словарях:
МКПП(р) — (Московская Конфедерация промышленников и предпринимателей (работодателей)) Региональное объединение работодателей «Московская Конфедерация промышленников и предпринимателей (работодателей)» является общественным объединением физических и… … Википедия
МКПП — Четырёхступенчатая МКПП TopLoader автомобиля фирмы Ford. Механическая коробка передач изнутри. Механическая коробка переключения передач (далее по тексту МКПП) механизм, предназначенный для ступенчатого изменения передаточного отношения, в… … Википедия
МКПП — машинно конно прокатный пункт … Словарь сокращений русского языка
Механическая коробка переключения передач — Четырёхступенчатая МКПП TopLoader автомобиля фирмы Ford … Википедия
Mini Clubman — Mini Clubman … Википедия
Audi A6 C5 — Второе поколение Audi A6 Модельный ряд Audi A6 с 1997 по 2004 гг. Audi A6 … Википедия
Ford Torino — Ford Torino … Википедия
Porsche 991 — Porsche 991 … Википедия
Chevrolet Chevelle — Chevrolet Chevelle … Википедия
Nissan Gloria — Nissan Gloria японский автомобиль, выпускаемый с 1959 года Prince Motor Company, затем Nissan Motors. Изначально автомобиль строился на уникальной платформе, однако, начиная с третьего поколения, под названием Gloria выпускался несколько… … Википедия
Что лучше: механика или автомат?
Машины с АКПП медленно, но уверенно вытесняют автомобили с механической трансмиссией. Высокий спрос в автошколе “Вектор” на обучение вождению на автомате — яркое тому доказательство. Тем не менее производство транспорта с МКПП не останавливается, а продажи хоть и уменьшаются, но не прекращаются. Немало водителей делают выбор в пользу механики, которая так же, как и автомат, имеет свои преимущества.
Расшифровка аббревиатур
Прежде чем разбираться в вопросе, стоит расшифровать аббревиатуры, используемые далее в тексте.
- МТ – Механическая трансмиссия. «Механика», «ручка», «кочерга» – самый простой и надежный тип трансмиссии, где выбор и переключение передач осуществляется водителем.
- АТ – Автоматическая трансмиссия. «Автомат» – подразумевается гидромеханический автомат, автоматически повышающий и понижающий передачи.
- АМТ – Роботизированная трансмиссия. «Робот» – коробка передач с автопереключением скоростей, реализованная как с 1 (старые модели), так и с 2 (новые версии) сцеплением.
- CVT – Вариатор. Бесступенчатый тип трансмиссии, (строго говоря, не коробка), обеспечивающий плавный ход автомобиля без рывков в момент смены скорости.
Принцип работы МКПП и АКПП
Механическая коробка передач работает сугубо за счет ручного управления. Передачи переключаются с помощью специального рычага, без использования электроники. Так управление автомобилем полностью возлагается на водителя. Такой тип трансмиссии встречается преимущественно в машинах бюджетного класса. Механика работает следующим образом: на один из валов, установленных в КПП передается вращательное усилие от двигателя, а другой вал соединяется с карданом.
В процессе переключения передач шестерни меняются — они имеют разный диаметр, поэтому передают разное усилие. Для увеличения тяги маленькая шестеренка на ведущем валу должна соединиться с большой на ведомом. Ситуация меняется лишь на пятой ступени: большая шестерня на ведущем валу задействуется наряду с маленькой на ведомом. Поэтому несмотря на равномерную скорость мотора, за счет изменения положения рычага, получается разная скорость. Он перемещает штоки в коробке, которые толкают муфты, блокирующие шестерни. Автомобиль начинает ехать в тот момент, когда соединяются две шестеренки.
Если водителю важен комфорт, а не самостоятельный контроль вождения, отдать предпочтение лучше автомату. Что отличает АКПП от МКПП:
- работает за счет гидротрансформатора и редуктора;
- при увеличении оборотов двигателя происходит автоматическая смена передачи на следующую;
- при снижении интенсивности работы мотора включается предыдущая передача.
В АКПП переключение происходит плавно, без толчков, чего нельзя сказать о МКПП. Такая мелочь условно делает автоматическую КПП лучше механической.
Плюсы автомобилей с механикой
Неопытные водители редко озадачиваются — лучше автомат или механика, так как в буквальном смысле боятся последней. МКПП сложнее в управлении, а значит требует больше времени для обучения, но освоить ее может каждый. Главное, проявить немного усидчивости и терпения, и все получится. Тем более, обучившись вождению на автомобилях с механикой, пересесть на автомат — раз плюнуть. Те же, кто освоил только АКПП, не смогут управлять машиной с МКПП ни физически, ни по ПДД.
От опытных водителей нередко можно услышать, что механика лучше. Этому утверждению есть несколько аргументов:
- возможность экономии топлива — при спуске со склона можно включить нейтральную передачу (но стоит учесть, что правила дорожного движения это запрещают);
- расход масла в 2-3 меньше, чем в машинах с автоматической трансмиссией;
- сравнительно дешевое обслуживание — несложный ремонт возможен даже в ближайшем гараже собственными силами;
- с механической коробкой передач можно разогнаться быстрее, чем с автоматической;
- зимой не придется долго прогревать машину — небольшое количество масла не создает критического сопротивления;
- в отличие от автомата, на механике можно ехать с пробуксовкой даже зимой, поэтому для дрифтеров во всех отношениях лучше ручное управление.
МКПП практически не имеет недостатков. Она требует постоянного внимания — десятки и сотни переключений передач в течение одной поездки утомляют. Этот минус особенно ощущается в пробке, когда для преодоления 100 метров необходимо повторить одни и те же движения 40-50 раз.
Малоопытным водителям знакома ситуация, когда на низких оборотах двигателя невозможно тронуться с места — машина глохнет. Проблема решается увеличением оборотов мотора, что может привести к сгоранию сцепления. То же вероятно, если резко бросать педаль сцепления или взять на буксир тяжелую технику. В этом случае ремонт автомобиля с механической коробкой обойдется очень дорого.
Преимущества автоматической коробки передач
От некоторых водителей можно услышать, что они принципиально не пересядут на автомобиль с автоматической коробкой передач. Они объясняют свое решение тем, что полноценно управлять транспортом возможно только на механике. И с ними точно согласятся гонщики и дрифтеры. Обычному же владельцу авто просто нужно добраться из одного места в другое, поэтому расширенные возможности в управлении необязательны.
Наиболее значимые преимущества автомата:
- с появлением 5,6 и 8-ступенчатых коробок разгонные характеристики у автомобилей с АКПП и МКПП уравнялись;
- в некоторых моделях расход бензина меньше, чем на машинах с МКПП;
- управление автомобилем сводится к вращению руля и нажатию педалей газа и тормоза;
- исключена вероятность перегазовки, поэтому ресурс двигателя значительно больше, чем на механике.
На фоне весомых преимуществ недостатки автомата могут показаться не столь значимыми. Он требует больше масла и больше топлива (не все модели, но большинство). В холодное время года придется “гонять” двигатель вхолостую, чтобы разогнать загустевшее масло. Если этого не сделать, можно испортить поршневую группу. И главное: если машина оборудуется автоматической коробкой передач, ее стоимость увеличивается.
Сравнение МКПП с АКПП
Каждый водитель делает собственный вывод, что для него лучше — механика или автомат. С решением этого вопроса поможет сравнение основных характеристик:
| Критерии сравнения | МКПП | АКПП |
| Цена автомобиля и его ремонта | Существенно меньше в сравнении с автоматом. | Дороже механики. Со всеми поломками лучше обращаться за профессиональной помощью. |
| Количество расходуемого топлива | Меньше, чем на автомобилях с АКПП. | Большое за счет гидротрансформатора и необходимости прогрева в холодное время года. |
| Ресурс коробки передач | Лучше, чем у автомата. | Невысокий — часто требуется обновление шестеренок и фрикционов. |
| Скорость разгона | Высокая — быстрее, чем позволяет АКПП. | У большинства моделей меньше, чем у механики. |
| Сложность управления | Тяжело для начинающих водителей. Частые переключения и контроль за сцеплением отвлекают от дороги. Легче ездить по пересеченной местности. | Оптимальный вариант для новичков: не глохнет при старте, не катится при движении в гору. Нужная передача выбирается автоматически. |
| Буксировка и запуск | Машина с механикой запускается даже при разряженном аккумуляторе. Буксировка возможна на любые расстояния. | Автомобиль нельзя запустить «с толкача», если аккумулятор разряжен. При буксировке возникает «масляное голодание». |
В связи с изменениями в системе обучения будущих водителей, учиться на права теперь нужно дольше. В автошколе «Вектор» 156-часовые учебные программы заменяются на 190-часовые. Ужесточение требований связано с необходимостью улучшения неблагоприятной обстановки на дорогах. В текущем году изменятся не только сроки, но и порядок сдачи экзаменов в ГИБДД. По мнению экспертов, получить права станет сложнее.
С 1 января 2020 года Правительство РФ утвердило нововведения, касательно процесса обучения будущих водителей и сдачи экзаменов в ГИБДД. В программах автошколы “Вектор” все изменения учтены. Теперь наши ученики будут выезжать на автомагистрали, ведь нужно уметь водить машину в любых условиях. С октября 2020 года вводится единый экзамен по базовым навыкам вождения и планируется увеличение числа вопросов по ПДД в 2,5 раза. Какими бы сложными ни были требования, мы сделаем все для того, чтобы вы успешно прошли испытания и получили права.
Экзамен в ГИБДД в Краснодаре, как и везде, состоит из трех частей. И у каждой есть свои секреты успеха.