Коробка переключения передач – один из важнейших механизмов автомобиля. Именно этот узел отвечает за передачу крутящего момента от центрального силового агрегата – двигателя – к колесам, играющим роль ведущих.

Разновидностей коробок переключения скоростей различают несколько. Использование каждой из схем зависит от предназначения автомобиля и предполагаемых условий его эксплуатации. К примеру, коробка КамАЗ по своей конструкции и функциям будет отличаться от КПП той же ГАЗели.

Рассмотрим наиболее распространенные виды коробок передач, их конструктивные особенности, достоинства и недостатки.

Разновидности КПП: от механики до вариатора

Надежная механика или все о МКПП

К одному из самых проверенных видов КПП относится механическая коробка. История ее создания соотносится с появлением первых авто. Правда, за последнюю сотню лет двигатели, как и сами машины, претерпели немало изменений. Менялась и механическая трансмиссия: с 3-х скоростей она «доросла» до целых 6-ти плюс одна задняя.

Популярность МКПП с годами не угасает. Многим автовладельцам электроника может показаться удобнее. Это действительно так – до первой разбитой дороги, труднопроходимой размытой «грунтовки» и прочих препятствий, которые приводят к пробуксовке колес. В этом случае не исключен риск перегрева отдельных элементов. С механикой водитель полагается на свой опыт и может контролировать состояние машины.

Основная цель механической коробки – ступенчатое изменение передаточного отношения – достигается путем выбора водителем требуемой «скорости» вручную. Как видно из названия, в конструкции механизма отсутствуют гидравлические или электрические компоненты, в отличие от других видов трансмиссий.

По своему устройству МКПП бывает трёхвальной и двухвальной. В первом случае ведущий вал посредством сцепления соединяется с двигателем, промежуточный передает вращение от первичного вторичному валу, который жестко сцеплен с карданным валом. Пример такого устройства – коробка на УРАЛе. В двухвальной КПП валов всего два, и перенос крутящего момента осуществляется от одного к другому через шестерни.

Из достоинств механической КПП можно выделить следующие:

• доступная цена;
• облегченный запуск в холодное время года;
• допускается езда «накатом»;
• меньший расход масла;
• не слишком большой вес;
• отсутствие необходимости установки охлаждающей системы;
• максимальное использование КПД мотора;
• высокая динамика разгона;
• экономия топлива;
• простота конструкции и обслуживания;
• возможность разобщения двигателя и трансмиссии.

Есть у популярной механики и недостатки

• необходимы определенные навыки вождения, особенно в части управления и работы со сцеплением;
• наличие дополнительного узла (сцепление);
• риск перегрузки мотора из-за неумелого переключения передач;
• небольшое увеличение времени на переключение скоростей по сравнению с «автоматом»;
• меньший уровень комфорта, поскольку требуется внимание и концентрация;
• необходимость обслуживания узла сцепления, срок службы которого не слишком продолжителен.

Несмотря на обилие недостатков, МКПП активно используется в разных видах транспорта. Особенно целесообразно использование механической трансмиссии на грузовиках. Так, коробка раздаточная КамАЗ обеспечивает повышенную проходимость авто за счет распределения крутящего момента между ведущими мостами и увеличивает момент силы на ведущих колесах.

Коробка-робот и ее основные характеристики

Современный автопром нередко оборудует трансмиссию более «продвинутым» вариантом механической КПП – роботизированной коробкой. Этот механизм представляет собой симбиоз проверенной механики и электронных составляющих.

В общем виде РКПП оборудуется помимо уже знакомой коробки специальной системой, которая управляет сцеплением и «скоростями». Роль водителя здесь состоит в формировании задачи, а управление переключением берет на себя «умный» блок. Кому-то может показаться, что разницы между «роботом» и «автоматом» нет, но это не так. Данные виды коробок передач отличаются по принципу построения, а главное – в современных РКПП присутствуют целых два сцепления. Такой подход помогает обеспечить передачу крутящего момента по назначению и при этом не разрывать поток мощности.

В качестве главных компонентов и узлов коробки-робота выступают:

• сам узел переключения скоростей, почти такой же, как МКПП. В конструкции также присутствуют два вала, только расположенных не поочередно, а один внутри другого. На внешнем, вторичном валу располагаются шестерни привода четных передач, от 2-й до 6-й, а на внутреннем (первичном) – шестерни пары передач 1, 3, 5 и задней;
• актуаторы или исполнительные устройства – электрические или гидравлические элементы системы автоматического управления. В задачи этих сервоприводов входит передвижение синхронизаторов КП, включение сцеплений и их выключение;
• блок управления, ядром которого выступает микропроцессор. Этот узел, как правило, совмещают с бортовым компьютером. К нему же могут подключаться различные датчики от ДВС, системы ABS и прочее. А чтобы блок управления «знал», как ему обработать ту или иную информацию, применяют постоянное запоминающее устройство, «прошитое» в соответствии с назначением.

Достоинства РКПП сходны с традиционной механикой

• экономия топлива;
• отсутствие особых рисков при буксировке;
• возможность езды накатом.

А в качестве бонуса – больше не нужно думать о сцеплении, что значительно упрощает задачи водителя.

Недостатки тоже имеются

• увеличенное время реакции при переключении скоростей;
• невозможность перепрограммирования агрегата;
• необходимость переключения на ручное управление при передвижении по городским улицам или неровной местности (во избежание износа сцепления);
• ощутимые рывки при изменении режима;
• высокая вероятность перегрева при подъеме на горку – с последующим размыканием сцепления.

В целом, роботизированная КПП – неплохая попытка обеспечить комфорт управления автомобилем наряду с надежностью и экономичностью. Но данный вид трансмиссии нуждается в существенной доработке, поскольку не всегда можно предсказать, как поведет себя машина в тех или иных условиях. Для грузовых автомобилей сегодня все же надежней проверенная временем и отечественными дорогами «механика». КПП КамАЗ 43118 с делителем зарекомендовала себя при работе тягачей в составе автопоезда, а применение делителя не только облегчило управление, но и улучшило тягово-экономические качества транспортного средства.

Удобный «автомат»

Водители современных авто, особенно новички, предпочитают выбирать модели, укомплектованные автоматической коробкой. Простота эксплуатации и отсутствие необходимости работы со сцеплением подкупают многих. Но так ли велик вес этих достоинств по сравнению с недостатками АКПП?

Все виды коробок передач, по сути, нацелены на одно: принять, преобразовать, передать и изменить направление крутящего момента. АКПП не исключение, и разновидностей их бывает несколько. Для примера возьмем классику: трехступенчатую КП, снабженную гидравлическими приводами и гидротрансформатором.

Итак, основные элементы АКПП:

• гидротрансформатор, «симбиоз» сцепления и гидромуфты. Именно этот механизм отвечает за преобразование и передачу момента силы, а рабочим элементом при этом выступает жидкость (трансмиссионное масло);
• планетарный редуктор – главный узел АКПП. Основой его выступает планетарная передача и три основных звена: солнце, водило и эпицикл. В качестве ведущего может быть выбрано любое из звеньев, в зависимости от задумки конструктора.
• гидравлическая система управления. Цель работы данного механизма – управление планетарным редуктором.

По своему строению АКПП подразделяются на адаптивные и регулируемые. В первом случае коробка передач «запоминает» манеру вождения водителя и переключает скорости в соответствующем режиме. Регулируемый тип автоматов зависит от действий водителя. Такие коробки могут функционировать в нескольких заданных режимах, которые можно переключать вручную.

Достоинства АКПП

Среди главных достоинств АКПП обычно указывают простоту и удобство вождения, а также отсутствие рычага сцепления. Но есть и еще несколько положительных моментов:

• автоматические коробки просты и неприхотливы;
• АКПП обеспечивают более высокий уровень безопасности;
• отсутствует риск перегрузки мотора;
• работа автомата плавная, без рывков;
• снижается риск ДТП, особенно по скользкой дороге, поскольку автоматические КП оснащаются разными удобными функциями, обеспечивающими лучшие условия передвижения.

Недостатки АКПП

Из недостатков автоматики можно выделить:

• дорогое техобслуживание и ремонт;
• запрет на торможение в режиме «драйв» и пробуксовку;
• более медленный разгон по сравнению с МКПП;
• увеличенный расход горючего;
• больший вес коробки.

О целесообразности использования АКПП на большегрузных автомобилях можно спорить. Есть модели (те же Volvo), которые неплохо справляются со своими задачами при условии бережливости водителя, хороших дорог и отсутствия перегруза. Отечественные же реалии требуют от транспорта большей выносливости узлов. Для этих целей оптимально использование КПП ЯМЗ 236 и аналогичных моделей механических коробок.

Вариаторная коробка

Этот вид КП конструктивно отличается от перечисленных выше. Прежде всего, в нем нет передач, поэтому такую коробку называют бесступенчатой.

Главное преимущество вариатора – плавное изменение передаточного отношения. Такой эффект достигается благодаря особому способу передачи вращения посредством трения через ремень, натянутый между шестернями с изменяющимся диаметром.

В современных авто используются три основных вида вариатора: ременной, клиномерный, торовый. Наиболее распространенным для автопрома является первый тип, а последние два – прерогатива спецтехники.

Достоинств у вариатора достаточно:

• плавный и более быстрый разгон;
• легкость управления;
• отсутствие шума;
• экономичность по расходу горючего;
• высокие экологические характеристики.

Недостатки тоже есть:

• дорогостоящий ремонт;
• использование большего количества масла;
• отсутствие возможности буксировки;
• высокий риск перегрева при пробуксовке.

Несмотря на больший комфорт управления, использование вариаторов на грузовиках не оправдано. Гораздо продуктивнее показывают себя ступенчатые КП с большим КПД, например, КПП ЯМЗ 238.

Любая компания, выпускающая транспортные средства, может комплектовать их разными видами коробок передач. Выбор авто с конкретной коробкой, той же КПП на ЯМЗ 236, зависит от цели использования транспорта, стиля вождения, предполагаемых нагрузок и условий эксплуатации.