Сравнительная характеристика коробки автомат, вариатор и робот

Преселективная коробка передач

(ПКП) представляет собой второе поколение роботизированных коробок передач.

Наиболее известный представитель этого вида — DSG (производства Borg-Warner — DSG-6 (DQ250, мокрые сцепления) и LUK — DSG-7 (DQ200 — сухие[1] сцепления, DQ500 — мокрые[2]). Также известны коробки других производителей (например, Getrag) под другими названиями PDK, SST, DSG, PSG, S-tronic[3]. Особенностью данной коробки передач является то, что имеется два отдельных вала для чётных и нечётных передач, каждый из которых управляется своим сцеплением. Это позволяет предварительно переключить зубчатые колёса очередной передачи, после чего почти мгновенно переключить сцепления, при этом разрыва крутящего момента не происходит.

Данный вид роботизированных коробок передач в настоящее время является наиболее совершенным с точки зрения экономичности и скорости переключения.

Содержание

• 1 Классификация 1.1 По способу передачи потока мощности
• 1.2 По числу основных валов с шестернями
• 1.3 Классификация планетарных КП
• 1.4 По способу управления
• 1.5 По числу передач
• 1.6 Типы коробок передач
• 1.7 Пример

Сравнение 6DCT и 7DCT

В первую очередь эти коробки отличаются количеством передач. 7-ступенчатый робот, в отличие от 6DCT, обеспечивает более динамичный разгон и потребляет на 5-7% меньше топлива. Но на этом отличия не заканчиваются.

Если 6DCT имеет довольно много недостатков, с которыми водителю приходится мириться во время ежедневных поездок, то коробка 7DCT лишена этих минусов. Она более адекватно ведет себя в пробках, при движении задним ходом, торможении и в горной местности. Сложно сказать, каким образом производитель устранил эти недостатки, но можно не сомневаться, что коробка была изрядно доработана. Но это не значит, что на 7-ступенчатом роботе можно беспрепятственно тянуться в пробках, замедляя движение педалью тормоза. Такая езда убивает коробку.

Классификация[ | ]

Коробки переменных

передач классифицируются по нескольким признакам.
Вскрытая механическая 16-ступенчатая (2х4х2) КПП 16S181, 2, 4, 5 — делитель (2х
4х2), 7 — 10 — основная 4-ступенчатая КПП с задним ходом Вскрытый планетарный демультипликатор (переключатель рядов, англ. range, 2х4
х2
) коробки передач ZF 16S181

По способу передачи потока мощности[ | ]

• Механические
  — коробки передач, в которых используются механические передачи, как правило — зубчатые.
• С соосными валами
  — выполнены с использованием цилиндрических и конических зубчатых передач.
• Планетарные
  — выполнены с использованием планетарных рядов.
• Гидромеханические
  — коробки передач, в которых механические передачи, как правило, планетарные ряды, используются в сочетании с гидравлической передачей (гидромуфта, гидротрансформатор).
• Вариаторные
  в основе имеют бесступенчатую механическую фрикционную передачу — вариатор, часто в сочетании с гидромуфтой и планетарными или простыми шестеренчатыми передачами.

По числу основных валов с шестернями[ | ]

• двухвальные с одной ступенью зацепления оси — наиболее просты, но не имеют прямой передачи (большинство переднеприводных и некоторые заднемоторные автомобили)
• трёхвальные с двумя ступенями зацепления: соосные — первичный и вторичный вал соосны — имеют прямую передачу, характеризуются уменьшенным поперечным габаритом, но увеличенным (несущественно) продольным (большинство заднеприводных автомобилей), позволяют получить в тех же габаритах больший диапазон редуцирования за счёт последовательного преобразования момента
• с несоосными валами — не имеют прямой передачи (раздаточные коробки полноприводных автомобилей, КПП тракторов)

По числу ходов

(подвижных шестерён-кареток или муфт): двух-, трёх-, четырёх- и пятиходовые.

По способу переключения ступеней:

• с подвижными шестернями-каретками (только прямозубые). Применяются там, где переключение осуществляется при остановленных валах (станки, понижающие редукторы тракторов);
• с торцевыми кулачковыми муфтами и шестернями постоянного зацепления (старые типы тракторов, мотоциклы, многоступенчатые КПП спортивных автомобилей)
• с постоянным зацеплением шестерён и переключением с помощью зубчатых муфт: без синхронизаторов (раздаточные коробки современных[когда?
  ] автомобилей)
• с синхронизаторами

Классификация планетарных КП[ | ]

По числу степеней свободы

при выключении всех фрикционных устройств:

• с двумя степенями свободы;
• с тремя степенями свободы;
• с четырьмя и более степенями свободы.

По типу используемых планетарных рядов:

КП с
эпициклическими
и с
присоединёнными
планетарными рядами внешнего или внутреннего зацепления.

По способу управления[ | ]

• С ручным включением передач
  — передачу включает водитель (оператор).
  Непосредственного действия
  — используется только усилие оператора. Приводы непосредственного действия бывают
  механическими
  и
  гидравлическими
  .
• Сервоприводы
  — используется усилие оператора и сервоустройства, при этом основную часть работы выполняет сервоустройство, а усилие оператора необходимо для управления работой сервоустройства. В зависимости от источника (преобразователя) энергии сервоприводы подразделяются на
  гидравлические
  ,
  механические
  ,
  электрические
  ,
  вакуумные
  ,
  смешанные
  и др. В автомобиле- и танкостроении наибольшее распространение получили гидросервоприводы.

По числу передач[ | ]

Указывается число передач переднего, заднего и нейтрального хода.

Типы коробок передач[ | ]

• Механическая коробкапередач
  — представляет собой многоступенчатый цилиндрический редуктор, в котором предусмотрено ручное переключение передач.
• Автоматизированная коробка передач
  — обеспечивает автоматический (без прямого участия водителя) выбор соответствующего текущим условиям движения передаточного числа, в зависимости от множества факторов.
• Роботизированная коробка передач
  — представляет собой механическую коробку передач, в которой автоматизированы функции выключения сцепления и переключения передач.

Пример[ | ]

КП танка Т-72 можно классифицировать следующим образом: планетарная, с тремя степенями свободы, с присоединённым планетарным рядом внешнего зацепления и тремя эпициклическими планетарными рядами. Включение передач фрикционное с использованием гидросервоприводов управления. Обеспечивает семь передач вперёд и одну передачу заднего хода.

Типичные «болезни»

Проводить замену масла DSG-6 необходимо строго по регламентам производителя – их можно видеть в инструкции к машине. Практически все типовые поломки происходят по причине несвоевременной смены трансмиссионных жидкостей.

Очень часто изнашивается многодисковая фрикционная муфта. Чаще всего это проявляется в периодическом отсутствии загрузки задней передачи и в рывках при переключениях четных передач. КПП может выходить в аварийные режимы. При этом невозможно включить нечетные передачи. Ремонт ДСГ в данном случае – замена фрикционной муфты целиком либо замена отдельных дисков. Далее выполняется базовая настройка и адаптация.

Также одна из проблем этих коробок – износ соленоидов, которые регулируют давление в мехатронике. При этом можно ощущать рывки при переключении. Ошибок поломка не вызывает. Решить проблему можно заменой соленоидов. Также выполняется полная замена мехатроника в некоторых случаях.

Могут появляться определенные проблемы с электронным блоком мехатроника. Они обычно выявляются при холодном пуске двигателя. Коробка DSG-6 единожды перейдет в аварийный режим. Иногда по этой же причине КПП может периодически переходить в аварийный режим. Восстановить работу можно заменой мехатроника или ремонтом блока.

Часто мастера диагностируют износ подшипника первичного вала и других подшипников. Также выходят из строя и дифференциалы. Это проявляется повышенным шумом при движении, торможении, разгоне. Решить проблему можно капитальным ремонтом ДСГ с использованием качественных б/у запасных частей.

Коробки передач с конструктивной спецификой[ | ]

Безвальная КП[ | ]

Локомотивная 8-ступенчатая (+4;-4) 4-рядная безвальная КП модели Maybach Mekydro K-104 первые три ряда отвечают за 4 передачи, четвёртый ряд является реверс-редутором
В данной КП отсутствуют общие валы для набора шестерён, отсюда название схемы «безвальная». Цилиндрические шестерни попарно расположены рядами на двух параллельных осях (как если бы валы всё-таки были). Каждая пара шестерён одного ряда находится в постоянном зацеплении друг с другом. Все соосно расположенные шестерни соединяются друг с другом посредством блокировочных муфт, причём каждые две муфты двух шестерён одного ряда включаются по взаимоисключающему принципу: когда одна муфта включена, другая выключена. Ведущий вал здесь соединяется жёстко со своей шестернёй первого ряда. Ведомый вал аналогично со своей шестернёй последнего ряда. Оба вала могут располагаться соосно или не соосно, это некоторым образом влияет на расчёт передаточных отношений, но принципиального значения не имеет, за исключением того, что в при соосном расположении возможна прямая передача.

С точки зрения механики работы, в данной схеме для каждой из двух шестерён любого ряда кроме первого и последнего нет жёстко закреплённой роли, типа ведущая-ведомая. При формировании разных передаточных отношений одна и та же шестерня промежуточного ряда может быть ведущей в одном случае и ведомой в другом. Эта особенность позволяет получать большее число доступных передаточных отношений, и в общем случае их количество всегда есть показательная функция вида 2 в степени х-1, где х есть число рядов. Каждое передаточное отношение может формироваться более чем одним рядом, вплоть до одновременного использования всех рядов. Муфты включения передач здесь могут включаться группами, что может требовать применения некоей вспомогательной автоматики и различных устройств центральной синхронизации.

Относительно схемы на валах безвальная схема позволяет не просто увеличить число передач в обе стороны, но увеличить силовой диапазон КП при уменьшении габаритов, что будет тем ощутимее, чем больше число рядов шестерён. Например: 4 ряда шестерён — 8 передач (либо 8 вперёд, либо 4 вперёд и 4 назад); 5 рядов шестерён — 16 передач (+16;0 или +8;-8). Неустранимыми недостатками схемы являются затруднённость (или даже невозможность) получения произвольной разбивки силового диапазона по нужным передаточным отношениям, а также невозможность создания КП в чисто механическом виде без вспомогательной автоматики.

КП безвальной схемы разработала и продвигала немецкая компания Maybach. Известность получили три модели: Variorex, Olvar и Mekydro. Первые две в разных вариантах применялись на немецких танках и бронетранспортёрах военного периода. КП Mekydro в сборе с гидротрансформатором применялась на немецких магистральных тепловозах с гидромеханической трансмиссией. С безвальными КП экспериментировали в СССР после войны[когда?

], но до практического применения дело не дошло. Чрезвычайно редкая в использовании схема, в современных[
когда?
] трансмиссиях не применяемая ввиду своих недостатков.

Несинхронизированная КП[ | ]

Многоступенчатая несинхронизированная КП американского седельного тягача
Под таковой подразумевается механическая КП, в конструкции которой отсутствуют синхронизаторы (причём, это может быть как схема на скользящих шестернях, в которой синхронизаторы невозможны в принципе, так и схема на шестернях постоянного зацепления). Переключение передач на такой КП требует от водителя определённых навыков по самостоятельной синхронизации угловых скоростей муфт и шестерён посредством определения длительности процесса перехода с одной передачи на другую и параллельной корректировки оборотов педалью газа. И то и другое обычно делается на основе ощущений от скорости движения и оборотов мотора на основе прикладного опыта езды на конкретной машине, при этом дополнительную помощь может оказывать тахометр.

Практически все довоенные механические КП были несинхронизированными. В современной[когда?

] транспортной технике несинхронизированными КП оснащаются седельные тягачи и самосвалы американского производства, мотоциклы, некоторые трактора и гоночные машины. На некоторых КП синхронизаторы могут отсутствовать не на всех, а только на части передач. К эксплуатации несинхронизированных КП имеют отношение такие термины как «перегазовка» и «двойной выжим сцепления», хотя фактически современные[
когда?
] несинхронизированные КП позволяют переключать передачи без использования сцепления.

Кулачковая КП[ | ]

Кулачковый профиль зуба в сравнении с обычным
Под таковой подразумевается несинхронизированная механическая КП на валах и шестернях постоянного зацепления с включением передач муфтами с кулачковым профилем зуба. Отличие подобных КП от таких же, но с включением передач муфтами с иными профилями зубьев, в том, что кулачковый профиль допускает более грубую работу при переключениях и с точки зрения синхронизации угловых скоростей и с точки зрения силового воздействия. При этом все такие КП более шумные, так как при каждом знакопеременном ускорении муфта может чуть проворачиваться относительно блокируемой шестерни. Ввиду того, что подобными КП зачастую оснащаются гоночные машины, где постоянное присутствие шума является некоей нормой, здесь нередко применяются шестерни с прямозубой нарезкой, что даёт ещё больше шума, но увеличивает КПД самой КП.

Секвентальная КП[ | ]

Секвентальная коробка передач
Под секвентальной подразумевается КП, у которой механизм переключения передач не допускает произвольного выбора следующей передачи относительно той, которая включена в данный момент, а ограничивает диапазон доступных передач только одной передачей выше и одной передачей ниже. Переход в нейтраль на такой КП обычно возможен только с двух передач — первой и заднего хода (на мотоциклах возможен с первой и второй). Некоторые секвентальные КП могут оснащаться механизмами для быстрого выхода в нейтраль с любой передачи, но это не есть правило.

В своём каноническом виде секвентальные КП применяются на гоночных машинах и любых мотоциклах. Механизм переключения передач здесь обычно представляет собой барабан с пазами, трансформирующий одноходовое возвратно-поступательное движение тяги рычага переключения передач во вращение. Конструкция механической передачи в секвентальной КП может быть практически любой и к секвентальности механизма переключения передач отношения не имеет, хотя наиболее часто секвентальная КП предполагает схему на шестернях постоянного зацепления с включением передач кулачковыми муфтами. Существуют планетарные секвентальные КП (танк Чифтен). Конструкция узла, ответственного за выбор и переключение передач, здесь также может быть различна: чисто механическая (кулачковые КП мотоциклов), гидравлическая (некоторые танковые планетарные КП), электронно-гидравлическая (КП большинства современных[когда?

] гоночных машин). Переключение передач здесь возможно как одноходовой ручкой, имеющей лишь два нефиксируемых положения передача вверх и передача вниз, так и ножной педалью с аналогичной механикой работы. Электронноуправляемые полуавтоматические КП гоночных машин типа «Формулы-1» с переключением передач клавишами на руле также, вероятно, можно считать секвентальными. Имитацией секвентальной КП можно считать автоматические КП типа Типтроник-Порше и все аналогичные системы автоматических КП с наличием в них опционального режима последовательного переключения передач по команде водителя.

Преселективная КП[ | ]

Селектор выбора передач преселективной КП довоенного автомобиля MG Magna
Под таковой подразумевается КП, в которой выбор следующей передачи происходит до момента переключения на неё.

В исторической ретроспективе данный термин обычно используется применительно к разработкам межвоенного периода прошлого века, и подразумевает под собой планетарную или безвальную КП, дополненную разноплановыми механизмами по упрощению процесса переключения передач. В то время, в условиях отсутствия как синхронизированных механических КП, так и автоматические КП, подобное направление развития КП было актуально. Управление преселективной КП осуществлялось посредством селектора предварительного выбора передачи. Селектор выставлялся в нужную передачу, а сам момент включения определялся либо нажатием на педаль сцепления, либо кратковременным толчком селектора в нефиксируемое положение (в случае использования центробежного сцепления на легковых машинах). Какая-либо квалификация и специфические навыки от водителя не требовались. Преселективные КП использовались на совершенно разноплановой технике: немецкие безвальные КП Maybach Variorex бронетранспортёров SdKfz 250 и танков PzKpfw III; безвальные КП Maibach Olvar танков Тигр и Королевский Тигр; немецкие планетарные КП гоночных Auto Union и представительских Maybach; британские планетарные КП Уилсона танков Матильда II, автобусов AEC RT-type, легковых Armstrong Siddeley, Deimler, MG, Riley; французские планетарные КП Cotal и Talbot легковых машин Delage, Delahaye, Talbot, Bugatti; американские планетарные КП машин Cord и Tacker.

схема современной[
когда?
] преселективной КП с двумя сцеплениями

В современный[когда?

] момент преселективными называются любые
коробки передач с двумя сцеплениями
, так как здесь вспомогательная автоматика всегда предварительно выбирает повышающую или понижающую передачу в зависимости от текущего режима движения, независимо от того, определяется ли момент перехода на новую передачу автоматически или водителем. В своём изначальном виде преселективные планетарные и безвальные КП на современных[
когда?
] автомобилях не применяются. На многоскоростных КП современных[
когда?
] седельных тягачей, ряд передач может включаться через преселекцию кнопкой-переключателем на основном рычаге КП, но такая КП преселективной не называется.

Этапы процесса

Первым делом машина поднимается на подъемнике или устанавливается на яму. Селектор КПП рекомендуется установить на паркинг. Далее откручивают сливную пробку на картере КПП. Вначале из коробки выльется литр жидкости. Затем нужно открутить трубку контроля – оттуда выльется еще около пяти литров. Если вместе с маслом вытекает стружка, то это повод обратиться в сервис для ремонта коробки.

Далее выполняется замена фильтра. На многих авто (в том числе и на Skoda) с DSG-6 фильтр находится выше. Чтобы получить доступ к нему, нужно снять аккумулятор вместе с площадкой, корпус воздушного фильтра и воздуховоды. Затем можно выкрутить фильтр.