Прежде чем понять принцип функционирования коробки передач, нужно представить, что делает в автомобиле трансмиссия. Она осуществляет связь двигателя авто и колес. Ее работа впрямую связана с крутящим моментом, и она выполняет для него три функции: преобразующую, распределительную и в итоге доведение крутящего момента до каждого из ведущих колес.
Коробка передач — важнейший узел, «сердце» трансмиссии. Кроме «обработки» крутящего момента, она предназначена, чтоб изменить при необходимости, тяговые усилия — ведь авто всегда движется в разных условиях. Имеется у нее и еще одна функция: она может заставить двигатель и колеса работать не одновременно, то есть разобщенно (когда вы, например, прогреваете автомобиль или мотор работает на нейтрале).
Как работает автоматическая коробка передач
Сегодня автомат — довольно популярный вариант КПП. Автоматическая коробка передач автомобиля — это гидротрансформатор, система редукторов (планетарных), муфты (фрикционные и обгонные), соединительные барабаны и валы.
Чем отличает АКПП от привычной механической КПП? Работа по иному принципу: передача переключается благодаря взаимодействию планетарных редукторов с гидромеханическим приводом. Взаимодействие осуществляется электронными исполнительными устройствами. Именно планетарная передача позволяет использовать на АКПП только один набор шестерней.
Сегодня в понятие «АКПП» включаются и собственно автомат, и различные роботы, и вариаторные.
Как работает механическая коробка передач
МКПП, или механика — простейший и вместе с тем самый надежный вариант: чем меньше элементов в механизме, тем реже он ломается. МКПП — это цилиндрический редуктор, предполагающий единственный способ переключения передач — ручной. Иначе механика называется ступенчатой КПП. Что это означает? Что за «ступени»? Это пары шестеренок, находящихся во взаимодействии и помогающих измениться крутящему моменту движка. У любой из пар собственное передаточное число, влияющее на скорость вращения коленчатого вала двигателя. Таким образом происходит обеспечение необходимой угловой скорости вращения.
По числу ступеней МКПП разделяют на четырех-, пяти-, шестиступенчатые. Бывает и большее число ступеней, но самый распространенный вариант — пять.
Важным элементом механической трансмиссии является синхронизатор. Без него плавного переключения передач не получится: его функция — выравнивать частоту вращения вала и шестерни. Также он необходимая деталь роботизированных коробок и выполняет в них ту же задачу.
На основе традиционной МКПП создан усовершенствованный вариант — секвентальная коробка передач. Ее отличия: здесь вы не найдете педали сцепления (она заменена электронным блоком управления) и косозубых шестеренок (здесь прямозубые). Передачи переключает гидравлический механизм — и переключать их можно не снижая скорости авто! На машинах с такой коробкой рычаг переключения расположен на руле.
Как работает роботизированная коробка передач?
Казалось бы, хотя бы по названию, что у роботизированной коробки мало общего с обычной механической КПП. Но робот функционирует абсолютно по тому же принципу! Единственное, что отличает работу роботизированных коробок — это принцип управления. Что именно «сцепляет», «расцепляет» и выбирает передачи? Здесь эту работу выполняют сервоприводы, иначе называемые актуаторами. Самая распространенная версия — с шаговым электрическим мотором, снабженным редуктором и исполнительным механизмом. Более редкий вариант — сервоприводы, работающие по гидравлическому принципу.
Актуаторы управляются с помощью электронного блока. Что конкретно происходит, когда отдается команда переключить передачу: актуатор-1 деликатно выжимает сцепление, 2-й перемещает синхронизаторы — то есть производит включение желаемой передачи. После чего 1-й мягко отжимает «виртуальную педаль сцепления».
Получается, с роботизированной коробкой обходимся без абсолютно ненужной реальной педали: электроника получает определенную команду и производит все действия самостоятельно.
У таких коробок существует и автоматический режим для смены передачи. В этом случае нужная команда генерируется компьютером. Естественно, электронный «мозг» предварительно учитывает все факторы, влияющие на движение автомобиля и обрабатывает сведения о набранной скорости, оборотах движка, данных различных бортовых систем (антиблокировочной и иных).
С ручным режимом ясно: переключением занимается сам водитель, отдавая команду посредством селектора КП (или пользуясь подрулевыми лепестками).
Как работает вариаторная коробка передач
В неработающем авто просто на взгляд трудно распознать вариатор — казалось бы, те же две педальки и всем знакомая автоматическая коробка передач автомобиля.
Но стоит авто тронуться с места — «почувствуйте разницу»: вариаторная (еще ее называют бесступенчатая) коробка работает абсолютно по-другому. Переключение передач происходит плавно, практически незаметно, и собственно переход от первой к десятой передаче не фиксирован: все действительно очень мягко, как бы само собой, поэтому при движении не ощущается резких толчков. Бесступенчатая коробка действует по механическому или гидравлическому принципу. Различается три типа. Клиноременный — это шкивы с клиноременным соединением, их диаметр изменяется — происходит изменение значения передаточного числа. Тороидный — взаимодействие уже дисков с роликами, передающими крутящий момент между дисками. Цепной — суть та же, как у клиноременного, просто передача осуществляется с помощью не ремня, а цепи.
