Кулачковая коробка передач

Содержание

Секвентальная коробка передач

В переводе с английского «sequence» означает «последовательность». В отличие от классической «механики», где водитель вправе переключиться, например, с 4 передачи на 2, минуя промежуточную, или тронуться со 2,КПП секвентальная такого не допускает: в обе стороны переключать передачи можно только последовательно. В чем преимущества и отличия секвентальной коробки, и для чего она изобретена?

Что такое- Секвентальная коробка

Секвентальная КПП на автомобиле подразумевает, что водитель выбирает передачи не произвольно, а в четкой последовательности, перемещая селектор КПП в одном из направлений. В этом отличие данной коробки от «механики», где после выжимания сцепления рычаг допускается перевести в любое из положений.

Такая КПП – изобретение относительно новое, появившееся в начале 90-х годов XX века. Изначально этими агрегатами оснащались гоночные автомобили: например, спорткары BMW 3 серии от подразделения «motorsport» автоконцерна. Выбор секвентальной коробки для оснащения спортивных автомобилей продиктован результатами испытаний: исследования показали, что водитель с помощью такой коробки может лучше контролировать машину, в сравнении с классической АКПП, при этом у него остается возможность влиять на процесс смены передач столь же эффективно, как и на «механике». Особенно это преимущество секвентального агрегата проявляется там, где нужно менять скорость езды последовательно.

Новая коробка обрела любовь автовладельцев, хотя некоторые и жаловались на некоторую «медлительность» переключения ступеней КПП. Но второе поколение секвентальных коробок решило и эту проблему.

Важно: у секвентальной коробки, как и у АКПП, педаль сцепления отсутствует.

Внешний вид рычага переключения:

Смещение «вверх» повышает передачу, «вниз» — понижает. Некоторые автомобили могут также оснащаться переключателями на руле, для удобства водителя. Роль педали сцепления выполняет гидравлический механизм под контролем электронного блока управления, последний также берет на себя переключение, если коробка работает в режиме «полной» АКПП.

Интересно: широкое распространение такой тип переключения передач получил в гоночном спорте, конструировании сельскохозяйственной техники, большегрузных автомобилей и мотоциклов с небольшим числом ступеней трансмиссии.

Кулачковая или секвентальная

Создавая секвентальную КПП, разработчики ставили цель снизить интервал между сменами скоростей. Благодаря конструктивным особенностям такой трансмиссии это достигается путем упрощения переключения и отсутствию операций с педалью сцепления. Особенно важно это для новичков и неопытных водителей, у которых возникают сложности с правильным выполнением процедур переключения. Но и профессионалы оценят КПП по достоинству, благодаря ее удобству и возможности тонко чувствовать и контролировать поведения автомобиля, используя максимум его возможностей.

Принцип работы КПП, как уже упоминалось ранее – последовательное переключение, то есть водитель не может «перепрыгнуть» с 5 на 2 передачи, ему нужно пройти каждую по очереди. Конструктивносеквентальная коробка передач представляет собой несколько модернизированную «механику», снабженную электронным блоком и гидравлическим механизмом (или электрическими сервоприводами).

Секвентальная КПП в разрезе:

Следует упомянуть, что инженерами разработана и так называемая кулачковая КПП, конструктивно схожая с механической. Отличия от обычной «механики» — в устройстве муфты КПП: вместо венца с небольшими зубцами на ней расположено несколько больших кулачков (до 7 штук), зацепляющихся с аналогичными кулачками на шестерне. Такие коробки оснащаются двумя механизмами переключения:

поисковый – обычный вариант, когда можно произвольно включить любую передачу;
секвентальная система управления.

Коробку кулачкового типа используют по большей части в спорткарах и подготавливаемых для гонок машинах, благодаря высокой скорости и точности переключения. Для повседневной езды ее преимущества нивелируются высокой стоимостью, требовательностью к расходникам и быстрым износом. Кроме того, отсутствие синхронизаторов требует от водителя весьма точных действий, и для «городской» езды на такой КПП нужен хороший навык.

Преимущества и недостатки секвентальной коробки

Особенности секвентальной коробки и ее конструкция приводят к очевидным преимуществам:

Удобство переключения и высокая скорость смены передач.

ЭБУ и гидравлика позволяют снизить время переключения до 150 мс, что критически важно для профессиональных гонщиков. Такого результата не может добиться ни одна, даже самая продвинутая, классическая МКПП или АКПП. Помимо скорости, секвентальная коробка исключает «промах» мимо нужной передачи, ведь переход между ними осуществляется строго последовательно.

Не теряется скорость машины при переключении.

При работе с «механикой» при смене передач скорость несколько снижается. Актуально это для турбированных моторов, успевающих за то время, пока водитель производит манипуляции с трансмиссией, свалиться в турбояму.

Экономичность авто.
Удобство управления благодаря возможности использования подрулевых лепестков.
Возможность выбора режима – ручное и полностью автоматическое переключение.

Это актуально для секвентальных коробок, умеющих работать в режиме АКПП. Но такой вариант конструкции используется не везде, секвентальная трансмиссия не обязательно комбинируется с автоматической.

Есть и недостатки секвентальной КПП:

Повышенная подверженность износу и нагрузкам.
Агрегаты весьма чувствительны к условиям эксплуатации.
Дороговизна коробки и ее обслуживания.
Детали КПП довольно дороги, и ремонт ее также обойдется во внушительную сумму.

Особенности

У секвентальной коробки есть четыре основных особенности:

Последовательные переключения скоростей.

Водитель не «промахнется» мимо нужной передачи и всегда может выставить именно ту ступень КПП, что нужна в данный момент, пройдя последовательно через другие.

Отсутствие третьей педали – сцепления.

Ее роль выполняет электронный блок, управляемый сигналами от многочисленных датчиков.

Использование в конструкции прямозубых шестерней.

Эти элементы обладают большим КПД, в сравнении с обычными косозубыми из классической МКПП, хотя и передают меньший крутящий момент (для компенсации этого устанавливают увеличенные шестерни).

Переключение передач осуществляют гидравлические сервоприводы.

Для сравнения: в роботизированной КПП используются приводы электрические. Поэтому называть секвентальную коробку «роботом» технически некорректно.

Кулачковая коробка передач

Если устроить соревнования по гонкам двух машин с одинаковыми показателями мощности, первая из которых будет обычной, а вторая – гоночной, то победа достанется именно ей. Залогом успешного заезда будет установленная коробка переключения скоростей кулачкового типа, основным преимуществом которой будет оперативное переключение скоростных режимов.

Содержание:

Что представляет собой кулачковая прямозубая коробка

Устроена она просто и надежно, шестеренчатые зубья не скошены. Это гарантированно обещает, что трансмиссия будет работать без отвлечения на трение и вылеты передач.

Но главное достоинство заключается в одной особенности – в процессе езды передачи переключаются без использования сцепления. Все управляется силой, с которой нажимают на педаль газа. Кулачковая коробка передач – работает просто. Движением рычага на себя водитель переходит на высшую передачу, а от себя – на низшую. Своим названием кулачковое передаточное устройство обязано особым строением муфт включения – они представляют собой небольших размеров кулачки, численностью от пяти до семи штук.

На шестерне они сцепляются, создавая зазор, необходимый для оперативного переключения скоростей. Синхронизаторных элементов в данном устройстве не предусмотрено.

Секвентальная коробка

Последовательно передачи включаются на мотоцикле. «Нейтралка» там в большинстве случаев расположена между первой и второй скоростью. Такой же принцип механики устанавливается на трактора, большегрузные автомобили. Но чаще всего последовательность переключения скоростей используется в спортивных машинах, когда время очень дорого, и его не хочется терять почем зря. Применение гидравлики дает возможность ускорить процесс, максимально его сократив.

В секвентальном механизме основу составляет простая механическая коробка, немного модернизированная. Основным отличием считается то, что с ее применением переключаются скорости с меньшей на большую без изменения скоростного режима машины, чего нельзя сказать про обычную КПП.

Что лучше?

Уже отмечалось, что на некоторых коночных машинах используют коробку передач кулачкового типа. А если ее сделать секвентальной, то скорость переключения станет еще выше.

Ведь именно прямые зубья шестерен роднят такую транссмиссионную систему с секвентальной, давая возможность быстро выполнять включение.
Отличительные особенности
На машинах, оснащенных коробкой секвентального типа, рычаг для переключения расположен на рулевом управлении. Как правило, на колесе монтируются кнопки, необходимая из которых маркируется буквой «S». Переключение может выполняться в ручном либо автоматическом режимах, и коробка будет работать по трем вариантам:

простом механическом;
спортивном;
с автопереключением, когда помощь водителя не требуется.

Преимуществами такой машины считаются следующие отличия:

машина с секвентальной коробкой не имеет педали сцепления, как и с автоматическим устройством, что в принципе неплохо для начинающего водителя;
для коробки имеется возможность управлять ей ручным либо автоматическим режимом;
скорость перехода с одной передачи на другую возрастает, что положительно влияет на экономичность мотора.

Но известен и один минус – слабая сопротивляемость к изнашиванию механизма самой коробки.

Традиционная коробка и автомат

Первый вариант чаще всего встречается на машинах отечественного производства, и нейтральное положение в них находится посредине. Чтобы начать движение, приходится выжать сцепление и включить первую скорость. После этого, наращивая режим, передачи необходимо переключать последовательно.

Но нет помех, чтобы начать двигаться со второй скорости, если для этого подходит состояние дорожного полотна и возможности мотора. А если машину необходимо завести буксиром, то для облегчения действий есть возможность установить коробку на третью или четвертую скорости.
Коробку-автомат придумали, чтобы облегчить управление машиной. Переключение происходит автоматически, водителю остается только газом прибавлять или уменьшать режим.

Итак, применение кулачкового механизма создает сильную нагрузку на мотор, трансмиссию и даже привод. Да и шумовой эффект у нее значительный. Преимущества в вождении имеются, но они не компенсируют способные возникнуть недостатки.

Кулачковая коробка передач

Коробка передач

Разработка кулачковой коробки передач привела к улучшению динамики и скоростных характеристик автомобиля. Однако если вы хотите использовать такую КПП в повседневной езде, подумайте дважды

Вопрос улучшения динамических и скоростных характеристик автомобиля всегда оставался приоритетным для конструкторов и разработчиков. А для совершенствования этих характеристик, необходима модернизация не только двигателя, но и коробки переключения передач, увеличив скорость её переключения и максимально-допустимые нагрузки на шестерни. Именно кулачковая коробка передач стала очередным важным шагом в развитии гоночного спорта.

Кулачковая коробка передач

Особенности конструкции

Автомобиль ВАЗ-2108, который впервые получил такую коробку переключения передач, произвел фурор среди автолюбителей того времени. Для создания этой КПП, была упрощена конструкция обычной механической коробки, что также удивило многих. В кулачковом аналоге отсутствуют синхронизаторы, мелкие зубцы на шлицевых муфтах отсутствуют, вместо них расположены до семи крупных кулачков (что и явилось поводом для названия агрегата). Также кулачки расположены и на шестеренке, с которой муфта входит в зацепление. Такие изменения конструкции позволяют максимально сократить длительность каждого переключения. Коробка, адаптированная для гоночных заездов, имеют прямозубые шестерни. За счет этого конструкторы обеспечили повышенный коэффициент полезного действия, уменьшив трение. Кроме этого, нагрузка на валы уменьшается. Однако передача крутящего момента у них ниже, в связи с этим необходимо увеличивать их размер.

ВАЗ- 2108

Распределение передаточных чисел в коробках делается с учетом использования агрегата. Для автомобилей повседневного пользования, например, ВАЗ-2108, первая ступень более короткая, так как необходимы ходовые характеристики для движения в сложных условиях. Использованные в гоночных авто, коробки, конструируются с более длинной первой ступенью, что обеспечивает необходимую динамику на старте. Механизм переключения бывает:

Поисковый. Ничем не отличается от переключения обычной коробки;
Последовательный. Он же секвентальный. Принцип его действия основан на возможности переключения передач лишь последовательно, по одной вверх или вниз. Технически выполнен более сложно, однако дает большую простоту переключений.

Преимущества и недостатки

Главным достоинством кулачковых коробок является увеличенная скорость переключений, которая втрое выше, чем в МКПП. Ради этого они и были созданы. Исходя из первого преимущества, происходит и второе — обороты двигателя не падают, благодаря чему, разгон обретает дополнительную динамику. Это особенно важно для двигателей с узким рабочим диапазоном. Кроме перечисленных, кулачковые коробки имеют ряд достоинств:

К недостаткам можно отнести высокую стоимость, небольшой ресурс и повышенный уровень шума при работе. Экстремальные условия переключений для элементов коробки, приводят к износу и деформации кулачков, которые принимают всю нагрузку на себя, уберегая шестерни от повреждений. Это приводит к необходимости частой замены масла, которое загрязнено частицами металла.

Применение кулачковых агрегатов

Использование таких коробок для не гоночных авто практически возможно. Однако это не имеет смысла, если говорить о практичности. Отсутствие синхронизаторов, при повседневной езде, требует от водителя совсем другой системы переключения передач. Для увеличения срока службы элементов коробки, необходимо выжимать сцепление при переключениях, перегазовывать.
Конструкторы ВАЗ проделали огромную работу, разработав такую коробку передач и воплотив в жизнь своё изобретение. Кулачковая коробка подняла показатели гоночных автомобилей на высший уровень.