Четырехступенчатая коробка передач и пятиступенчатая КПП: что лучше
Долгое время основными типами КПП на легковых авто оставалась четырехступенчатая «механика» и трехступенчатый автомат. Далее, с учетом увеличения мощности ДВС и максимальной скорости, указанные трансмиссии получили по одной дополнительной ступени.
Что касается МКПП, пятиступенчатая коробка передач сменила 4-х ступенчатый агрегат, при этом такая доработка фактически имеет только плюсы. В случае с АКПП, старые 3-х ступенчатые автоматы были доработаны и получили 4-ю повышающую передачу, что также оказалось преимуществом.
Однако позже, с учетом более жестких требований касательно экономичности и экологичности автомобилей, появились 6-и ступенчатые версии МКПП, пятиступенчатые автоматы, шестиступенчатые АКПП и т.д. В этой статье мы рассмотрим, какие плюсы и минусы имеет пятиступенчатая механика по сравнению с 4-х ступенчатой, а также поговорим о преимуществах и недостатках, которые имеет четырехступенчатая КПП автомат по сравнению с 5 или 6 ступенчатыми АКПП.
Четырехступенчатая и пятиступенчатая МКПП
Итак, на смену так называемой «четырехступке» достаточно быстро пришла «пятиступка». Сразу отметим, пятиступенчатая коробка передач механика не сильно отличается от 4-х ступенчатой КПП по устройству (форма задней крышки и другие элементы похожи). Главной отличительной особенностью является размещение пятой ступени (скорости, передачи), которая стоит в конце вторичного вала.
Пятиступенчатая коробка передач получила такие же передаточные числа, как и четырехступенчатая коробка передач. Большинство деталей также одинаковые, так как пятиступенчатая коробка изготовлена на основе четырехступенчатой. Коробка 5МТ имеет первичный, вторичный и промежуточный валы. Конструктивно первичный вал такой же, как и у четырехступенчатой коробки, однако вторичный вал получил несколько отличную заднюю часть, где установлены элементы пятой передачи.
Если точнее, в заднем торце промежуточного вала имеется резьбовое отверстие, куда вкручивается болт крепления блока шестерен пятой передачи, а также заднего хода. Сама пятая передача и задний ход находятся в полости задней крышки, ступица муфты синхронизатора пятой передачи установлена вместе с ведомой шестерней заднего хода на вторичном валу. Далее, за ступицей, установлена упорная шайба и втулка, где стоит шестерня пятой передачи.
Указанная дополнительная пятая передача была использована для того, чтобы позволить двигателю работать с меньшими оборотами при езде на высокой скорости. С одной стороны, такое решение увеличивает ресурс ДВС и КПП, а с другой позволяет экономить топливо.
Простыми словами, владельцам автомобилей с 4-х ступенчатой МКПП хорошо знакома ситуация, когда при движении по трассе со скоростью от 100-120 км/ч и выше на четвертой передаче обороты двигателя высокие, двигатель и коробка сильно шумят под нагрузкой, повышен расход топлива. Чтобы повысить комфорт, остается только снизить скорость.
Именно для решения указанной задачи конструкторы и внедрили 5 передачу, чтобы снизить нагрузку на двигатель и КПП, уменьшить шумы и повысить топливную экономичность.
Как правило, пятая передача является повышающей (повышенной), включать ее рекомендуется на скорости от 80-100 км/ч на ровной дороге. При этом дальнейшее увеличение количества ступеней возможно и практикуется (например, МТ6), однако зачастую большинство МКПП имеют 5 передач. Причина — необходимость постоянно переключать передачи самим водителем, что затрудняет управление ТС.
Если говорить о недостатках, 5-и ступенчатая коробка более требовательна к уровню масла в КПП, чем четырехступка. Если масла в коробке недостаточно, часто бывает так, что именно 5 передача первой выходит из строя, КПП начинает выть и сильно шуметь под нагрузкой.
Пятиступенчатая коробка передач автомат и четырехступенчатая АКПП
Хорошо известно, что в основе гидромеханических АКПП лежит планетарная передача. При этом достаточно долго самым распространенным оставался 4-х ступенчатый автомат, который сегодня считается устаревшим на фоне АКПП с большим количеством ступеней. Так вот, в свое время владельцы 3-х ступенчатых автоматов после появления версий с 4-й передачей отмечали значительное повышение комфорта, снижение расхода топлива и ряд других положительных моментов.
При этом новая АКПП не стала менее надежной, то есть сохранился ресурс, которым славился старый 3-х ступенчатый автомат. Казалось бы, дальнейшее увеличение числа передач до 5, 6 и выше позволит еще больше улучшить АКПП, которую не нужно переключать вручную (как на МКПП). Однако на практике это не совсем так. Давайте разбираться.
С одной стороны, всего 4 передачи по сравнению с 5 или 6 скоростями вполне можно считать устаревшим решением. Коробка автомат 4AT переключается медленнее, отличается некоторой задумчивостью, в момент переключений (особенно на холодную) водитель может ощущать небольшие толчки и т.д. Также данные АКПП расходуют много горючего (в среднем, на 20-30% больше, чем МКПП и на 10-15% больше, чем пятиступенчатые автоматы).
Еще при езде по трассе с высокой скоростью обороты двигателя высокие, что изнашивает мотор и коробку, а также снижает комфорт. Также нужно отметить, что указанные коробки нуждаются в большом количестве трансмиссионной жидкости ATF (8-10 литров и более).
Однако, с другой стороны, огромным плюсом таких коробок является надежность, большой ресурс и отличная ремонтопригодность, чего не скажешь о более современных аналогах. Автомат 4-х ступенчатый был создан давно, наибольшее распространение такая АКПП получила в середине 90-х и с тех пор хорошо изучена. Обслуживание не является сложным, замену масла в АКПП и масляных фильтров в коробке автомат вполне можно осуществить своими руками.
Также нет ничего сложного в том, чтобы снять гидроблок, заменить соленоиды, осуществить демонтаж всей коробки, снять гидротрансформатор с АКПП и т.д. Еще данные автоматы не так склонны к перегреву, не отличаются предельно высокой требовательностью к качеству масла.
Их можно вполне нормально эксплуатировать в городе, где не предполагается постоянная езда с высокой скоростью. На трассе же 4-х передач хватает для комфортного перемещения со средними скоростями около 120-130 км/ч.
На многих моделях автомобилей с 4-х ступенчатой АКПП прямо с завода стоит отдельный масляный радиатор, что значительно улучшает охлаждение масла в коробке автомат. На практике, старая 4-х ступенчатая АКПП (при условии соблюдения правил по уходу, обслуживанию и эксплуатации) вполне может отходить 250-300 тыс. км. и более.
Добавим, что сегодня также можно встретить новые модели авто (преимущественно бюджетные), где стоит указанная АКПП. В среднем и премиальном сегменте такие автоматы больше не ставят, заменив их, как минимум, 5-и ступенчатыми агрегатами. При этом на вторичном рынке старые 4-х ступенчатые коробки по понятным причинам пользуются большим спросом.
- Теперь перейдем к более современным 5 и 6 ступенчатым АКПП, которые имеют широкое распространение. Указанные АКПП разработаны не так давно, всего лет 10 назад их можно было встретить только на машинах высокого класса. Однако сегодня пятиступка автомат стоит даже на бюджетных моделях.
Коробки данного типа работают лучше, плавно и быстро переключают передачи, более экономичны. Разгон получается более активным, горючее расходуется почти также, как и на 5-и ступенчатых МКПП. Также данные автоматы требуют меньше масла, а также зачастую официально считаются и вовсе необслуживаемыми (жидкость залита в АКПП на весь срок службы агрегата).
Так вот, вроде бы одни плюсы. На самом деле, основной проблемой таких КПП стало снижение ресурса на 30-50% по сравнению со старыми 4-х ступенчатыми автоматами. Более того, раз АКПП необслуживаемая, конструктивно такие коробки могу и вовсе не иметь поддона, а фильтры спрятаны глубоко внутри самой АКПП.
Получается, если коробку нужно обслужить, эта процедура становится сложной и трудоемкой, так как требуется разбирать сам агрегат. Как показывает практика, в обслуживании нуждается любая АКПП, то есть масло нужно менять. Также в замене нуждаются и фильтры. Причем, комплексное обслуживание АКПП должно выполняться не через 100-150 тыс. км, а каждые 40-50 тыс. В противном случае коробка может начать пинаться уже к 80-120 тыс. км, а на 150 и вовсе выйдет из строя.
Еще современные автоматы часто могут иметь радиатор охлаждения масла АКПП, который интегрирован в основной радиатор системы охлаждения двигателя. Другими словами, отдельного радиатора АКПП не предусмотрено. На деле, охлаждения современному автомату может быть недостаточно, коробка автомат перегревается, особенно в пробках или под нагрузками.
Что в итоге
Если суммировать приведенную выше информацию, то в случае с МКПП увеличение числа передач принесло только плюсы. При этом с автоматами дела обстоят иначе. Современные автоматические коробки попросту не имеют ресурса своих более простых предшественников.
Часто срок безотказной службы АКПП на новых авто не превышает отметку в 150 тыс. км. С одной стороны, при покупке новой машины такого ресурса вполне хватит на 3-5 лет, а более высокая экономичность и отсутствие необходимости обслуживать коробку позволяет заметно экономить деньги владельца. Есть примеры, когда при правильном подходе сэкономленных средств даже хватало на то, чтобы через 3 года поменять весь автомобиль или капитально отремонтировать АКПП.
Однако, с другой стороны, а именно для вторичного рынка, данная ситуация по понятным причинам неприемлема. Мало кто хочет купить машину от первого владельца, где через 10-15 тыс. км. необходим дорогостоящий ремонт АКПП или замена всей коробки на контракт с неизвестной историей.
Именно по этой причине старые и надежные автоматы на 4 передачи продолжают оставаться самым востребованным и дорогостоящим решением на рынке б/у авто как на фоне вариаторов и роботов, так и на фоне современных гидромеханических коробок автомат.
Коробка передач CVT — что это такое
Вариатор или CVT – это бесступенчатая коробка передач, конструкция которой имеет значительные отличия от трансмиссий других видов коробок передач. Давайте заглянем в недра CVT и узнаем, что это такое.
Бесступенчатые автоматические коробки передач окутаны мифами и страшилками. Кто-то ездит на них без проблем, а у других владельцев они серьезно и дорого ломаются. Являются ли проблемы CVT результатом влияния человеческого фактора или выход из строя при сравнительно небольших пробегах предопределен конструкцией? Плюсы и минусы вариатора — это один из самых главных вопросов, которые мы рассмотрим. Но сперва поговорим о его конструкции, непохожей на устройство механической и автоматической трансмиссии.
Устройство и принцип работы вариатора
Вариатор или CVT (Continuously Variable Transmission, то есть, «постоянно изменяющаяся передача») делает езду плавной, при этом вносит в процесс достаточно необычные и слегка непривычные моменты, к которым придется адаптироваться водителю, ездившему на машине с обычной автоматической коробкой передач. Дело в том, что традиционные агрегаты в лице механических и автоматических коробок передач, включая роботизированные, имеют фиксированные передачи. У вариатора все иначе — передач как таковых он не имеет, а передача крутящего момента в нем реализована благодаря трению в зоне контакта ременной передачи.
Основу конструкции составляют два вала со шкивами, соединенными между собой ременной передачей. Ведущий шкив соединен с коленчатым валом двигателя, а ведомый связан с элементами трансмиссии и от него происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса. При изменении оборотов двигателя диаметр шкивов увеличивается или уменьшается, что соответственно, меняет и передаточное отношение. Как правило, передача крутящего момента осуществляется клиновым ремнем (стальным ремнем, который в сечении имеет форму трапеции) или цепью. Вариаторы, как и автоматические гидромеханические коробки передач оснащены гидротрансформаторами, которые пусть и не повсеместно, но пришли на смену фрикционному сцеплению, сделав старт более плавным и без рывков.
Процесс управления контролируется электроникой. Для подбора оптимального режима работы бесступенчатой коробки передач она учитывает такие параметры как скорость движения автомобиля, обороты двигателя, положение педали газа и положение дроссельной заслонки.
Плюсы вариатора
Сильные стороны бесступенчатых коробок передач обусловлены его конструктивными особенностями. CVT обеспечивает сравнительно высокий уровень ездового комфорта, плавный разгон без задержек и переключений, а также относительно хорошую топливную экономичность.
© Depositphotos
Такую особенность вариатора как «подвисание» стрелки тахометра в диапазоне высоких оборотов при ускорении вряд ли можно считать недостатком агрегатов данного типа. Скорее, это особенность, к которой нужно привыкнуть. Кроме того, некоторые вариаторы, например, Lineartronic на Subaru имитирует смену ступеней так называемыми виртуальными передачами, чтобы водитель не испытывал дискомфорт.
Минусы вариатора
В среде автовладельцев ходит немало страшилок и слухов о ненадежности вариаторов. Принято считать, что все CVT как один ненадежные и имеют крайне ограниченный ресурс. На самом деле многое зависит от того, как именно происходит эксплуатация – вариатор не позволяет такие вольности как механическая и автоматическая коробка передач. Так, нежелательна агрессивная езда с резкими «низкими стартами», длительное движение с постоянной высокой скоростью и буксировка прицепа при полной нагрузке. Крайне рекомендуется избегать пробуксовок в снегу и грязи. Следует помнить, что для CVT вредно резкое восстановление сцепления колес с поверхностью после проскальзывания. Буксировка с выключенным двигателем без вывешивания ведущей оси обернется выходом вариатора из строя. Как вы, наверное, уже поняли CVT очень не любит нагрузки и экстремальные режимы.
Коробка передач. Сравнение трансмиссий, плюсы и минусы
Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач — это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.
Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.
С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.
Виды трансмиссий
Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:
1. Механическая коробка переключения передач
2. Автоматическая коробка переключения передач
3. Роботизированная коробка переключения передач
4. Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач
Разберем подробнее каждый тип коробки.
Механическая коробка передач (Механика, МКПП)
Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.
История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.
Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.
Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.
Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.
· Простая и надежная конструкция
· Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья
· Движение в экономичном режиме
· Недорогое обслуживание
Минусы МКПП:
· Неудобство управления в сложном городском режиме
Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)
Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.
Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.
Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента — это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.
Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.
Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.
Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.
Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.
· Комфорт и удобство управления
· Способность менять передачи при полной мощности двигателя
· Плавность хода во время переключения передач
· Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи
Минусы АКПП:
· Стоимость и периодичность обслуживания
· Больший расход топлива
· Низкий КПД
· Меньшая динамика автомобиля
Роботизированные коробки передач (Роботы)
Роботизированная коробка передач — это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.
Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.
В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.
Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.
Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.
В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:
· С мокрым сцеплением — используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.
· С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.
Плюсы Робота:
· Плавность переключения и хода
· Высокий КПД
· Экономичный расход топлива
· Высокая динамика
· Возможность выбора режима работы трансмиссии
Минусы Робота:
· Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника
· Стоимость обслуживания и ремонта
· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям
Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)
Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.
К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.
Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.
Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.
Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT — это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем — сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.
Плюсы Вариатора:
· Переключение передач происходит незаметно, без рывков
· Экономичный расход топлива
· Высокая динамика
Минусы Вариатора:
· Несовместимость с мощными моторами
· Стоимость обслуживания и ремонта
· Большое количество датчиков влияющих на работу CVT
· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке
Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.
5mt коробка передач что это
Партнери
17.07 19 років
17.01 Проєкт, на який надихнув Perfect Stranger
17.07 18 років Хонда Мафіі!
stream04100kgkr.jpg
Атрибутика
