Коробка передач (коробка переключения передач, КП, КПП, англ. Gearbox) — агрегат (как правило, шестерёнчатый) различных промышленных механизмов и трансмиссий механических транспортных средств.
Автомобили нашего времени могут оборудоваться одним из четырех видов КПП:
– Механической
– Автоматической
– Роботизированной
– Вариаторной.
Более подробно из четырех видов КПП рассмотрим две КПП:
– автоматическую
– роботизированную.
Первые попытки создания простейших АКПП относятся к началу автомобилизма — 30-м годам прошлого века. Например, в автомобилях Ford-T начала использоваться планетарная механическая трансмиссия, в автомобилях корпораций General Motors и Reo — первые полуавтоматические трансмиссии.
Хотя конструкции были далеки до идеала, это послужило мощным толчком в развитии конструкторской мысли. Первые полноценные АКПП появились на американских автомобилях General Motors в 1940-х годах. На известных моделях Cadillac, Oldsmobile, Pontiac опционально стала доступна полностью автоматическая трансмиссия.
В СССР дело с «автоматами» обстояло несколько хуже, но разработки велись и достаточно успешно. Первые АКПП использовались на «государственных» автомобилях (например, на знаменитой «Чайке»), затем — на «народных» автомобилях, в частности на автомобилях ГАЗ. Также АКПП широко применялись на автобусах (городские ЛиАЗы), спецтранспорте.
В 70–90-е годы отечественный автопром коробки-автоматы практически не применял, ограничиваясь более утилитарной и простой «механикой». В 2000-х, отечественные производители вновь решили вернуться к АКПП. К этому их вынудил рынок — выбор потребителей зачастую не в пользу «механики», а иностранные производители предлагают более широкий выбор комплектаций авто как с механикой, так и автоматом.
В устройство АКПП входит:
- Гидротрансформатор — механизм, обеспечивающий преобразование, передачу крутящего момента, используя рабочую жидкость. Рабочая жидкость для АКПП обычно, готовое трансмиссионное масло для автоматических коробок передач.
- Планетарный редуктор — узел, состоящий из «солнечной шестерни», сателлитов, и планетарного водила и коронной шестерни. Планетарка является главным узлом автоматической коробки.
- Система гидравлического управления — комплекс механизмов, предназначенных для управления планетарным редуктором.
Время не стоит на месте, все усовершенствуется, это коснулось и КПП, начали появляться роботизированные коробки передач.
Совместно сложив понятия автомат и механика, конструкторы получили устройство называемой роботизированной коробкой передач, совместившее в себе плюсы и минусы обоих агрегатов.
Коробка с двойным сцеплением, как и много других изобретений, пришла из спорта, точнее с гоночных треков. Первым стремлением создать КПП с двойным сцеплением относится французу Адольфу Кегрессу. Еще в далеком 1939 году всемирно известный конструктор пытался применить свою разработку на легендарном Citroen Traction. Но, к сожалению, данная разработка так и осталось «бумажным проектом», так и не дойдя до конвейера.
Позже, в 80-ых годах 19-го века инженерам Porsche все же удалось создать коробку переключения, способную переключать передачи под нагрузкой, не сбрасывая при этом газа. В гонках данное изобретение имело невероятный успех, ведь даже доли секунд, которые теряются при сбрасывании скорости во время переключения передач, могут решить исход заезда.
За основу конструкции разработчики взяли механическую коробку, более надежную, чем автоматическая, добавив к ней специальные устройства, отвечающие за выжим сцепления с переключением передач.
В обычной механике переключением передачи с выжимом сцепления заведует непосредственно водитель. Он самостоятельно, ориентируясь на дорожную ситуацию используя педаль сцепления с рычагом КПП, выбирает необходимую передачу согласно времени ее включения.
Изобретатели решили исключить водителя из этой цепи, доверив все действия автоматике и компьютеру. Установив узлы-актуаторы, они сделали возможным автоматическое переключение роботизированной коробки, основой которой осталась механика.
Коробка робот работает при помощи узлов-актуаторов. Получая информацию о скорости движения, оборотах двигателя, датчиков ABS и ESP с бортового компьютера и действуя через свою механическую часть, они выжимают сцепление, перемещают синхронизаторы в коробке, выбирая необходимую передачу. Сервопривод, ответственный за сцепление, приняв необходимую команду, рассоединяет первичный вал с двигателем. В это время второй сервопривод, выбрав нужную передачу, включает ее. После включения первый актуатор восстанавливает сцепление, и автомобиль продолжает движение.
Сервоприводы, которые имеет робот, могут быть двух видов — электрические и гидравлические. Электрический представляет собой шаговый электродвигатель, перемещающий через редуктор свою исполнительную часть. Гидравлический привод воздействует через гидроцилиндр, получающий команды от электронного блока управления. Поэтому его еще называют электрогидравлическим.
Сравним две коробки передач: автоматическую и роботизированную КПП, выделим их плюсы и минусы.
Преимущества АКП
– АКП обеспечивает простое управление автомобилем.
– Если рассматривать гидротрансформатор в качестве аналога сцепления, становится, очевидно, что по сравнению с традиционным сцеплением, привести в негодность этот механизм, так быстро, как это происходит с классическим сцеплением у новоиспеченных водителей, невозможно.
– АКП не создает таких нагрузок на двигатель, как это может происходить с механикой. Переключение скоростей происходит без лишнего увеличения числа оборотов. Следовательно, ресурс двигателя не расходуется впустую.
– За счет использования гидротрансформатора снижается нагрузка не только на двигатель, но и на ходовую часть автомобиля.
– Автомобили с АКП имеют пассивную систему безопасности. В случае если автомобиль стоит на уклоне, он покатиться не может.
– Для шестиступенчатой АКП характерен меньший расход топлива.
Минусы АКП
– Автомобили с АКП не имеют такой динамики разгона, как это есть на автомобилях с механикой.
– На четырех и пятиступенчатых АКП расход топлива значительный. Особенно это проявляется на четырехступенчатых автоматических коробках.
– В целом автомобили, на которых установлена АКП, имеют меньший КПД. Это происходит из-за того, что значительные потери КПД происходят в гидротрансформаторе.
– Сама автоматическая коробка передач стоит дорого. Дорогостоящий ремонт и обслуживание АКП.
– В АКП используется большой объем масла. Причем масло это дорогостоящее. И это все накладывает свой отпечаток на стоимость обслуживания.
– Автомобиль, на котором установлена автоматическая коробка, менее динамичен. Разгон на нем занимает гораздо больше времени, чем это происходит на механике или на автомобилях с роботизированной коробкой передач.
– Существует определенная инерция в переключении передач.
– Если начало движения происходит на склоне, может произойти определенное скатывание назад.
Роботизированная коробка переключения передач
Плюсы роботизированных коробок передач
– Роботизированные коробки передач более экономичные, по сравнению с АКП. Их экономичность находится на одном уровне с механическими коробками.
– Роботизированная коробка стоит дешевле, чем АКП, к тому же она дешевле в обслуживании и ремонте. Потребляет меньше масла, чем АКП.
– Вес роботизированных коробок меньше, чем коробок-автоматов.
– Могут использоваться специальные системы переключения передач, расположенные на руле, которые делают переключение скоростей весьма быстрым. Таким образом, динамика у автомобиля гораздо выше, чем у автомобилей с автоматами.
Минусы роботизированных коробок передач
– По сравнению с АКП переключение скоростей происходит не настолько плавно. Рывки автомобиля во время переключения весьма ощутимы.
– Существует определенная задержка после включения нужной передачи и началом ее выполнения.
– Практически любая остановка требует переключения рычага в нейтральное положение, чего нет в автомобилях с АКПП.
– Любые пробуксовки при движении негативно сказываются на ресурсе роботизированной коробки передач. Т. е. такая коробка подходит в основном для твердых дорожных покрытий.
– Во время начала движения происходит определенный небольшой откат.
Таким образом, в вопросе о том, что лучше робот или автомат, невоможно ответить однозначно. Для каждого автолюбителя вопрос выбора КП индивидуален, и решает он его самостоятельно, опираясь, на свои интересы об удобстве и комфортности управления автомобилем.
Литература:
- Коробка передач // Википедия. URL: http://ru-wiki.ru/wiki/Коробка_передач (дата обращения: 20.01.2017).
- Коробка передач. Виды КПП и принцип действия. // DRIVE2.RU. URL: https://www.drive2.ru/b/1096010/ (дата обращения: 20.01.2017).
- Что лучше: «робот» или «автомат»? // AUTODROP.RU. URL: http://autodrop.ru/ustroystvo-avtomobilya/822-chto-luchshe-robot-ili-avtomat.html (дата обращения: 20.01.2017).
- Как пользоваться коробкой автомат // Wmeste.su. URL: http://wmeste.su/kak-polzovatsya-korobkoj-avtomat/ (дата обращения: 20.01.2017)
- Роботизированная коробка передач: стоит ли довериться роботу // АВТОДОНТ. URL: http://autodont.ru/kpp/robotizirovannaya-korobka-peredach (дата обращения: 22.01.2017).
