Авто        05 Січня 2019        70         0

Знайомство з секвентальною трансмісією

Тривалий час коробка передач була механічною, але нетривіальний механізм перемикання, властиві даному типу трансмісії, змусив конструкторів зайнятися пошуками альтернативних способів перемикання передач.

c75b29e59f6022343a1f8af0dbd6cd51 Знайомство з секвентальною трансмісією

І їх зусилля виявилися не марними – сімейство КПП поповнилося спочатку коробками-автоматами, а потім і іншими різновидами – роботизованими, варіативними, секвентальными.

Але так вже вийшло, що пересічний автолюбитель з упевненістю може говорити тільки про механіку і автоматі. Набагато менша кількість автомобілістів в курсі, що таке варіатор або роботизована трансмісія. І зовсім мало тих, хто знає, як влаштована і працює секвентальна коробка. Ми вирішили заповнити цей пробіл автомобільного освіти.

Що таке КПП секвентального типу

Класична механічна коробка, незважаючи на деякі недоліки, як і раніше займає домінуючі позиції в сегменті автомобільних трансмісій. Цьому є об’єктивне пояснення – оволодіти навичками перемикання досить просто, потрібна лише невелика практика. Але головне – така КПП надає водієві свободу дій: рухаючись з потрібною швидкістю, він може перемикатися на будь-яку передачу без обмежень. Наприклад, розігнавшись, перейти з третьої відразу на п’яту, рушити з місця з другий і навіть третій, якщо є достатній нахил, різко загальмувати і включити другу передачу після четвертої.

Зрозуміло, повною свободою це назвати не можна – обрана передача повинна відповідати навантаженню на авто і швидкості руху.

bd5b3f9fb93f0d0df4ef5c51c1581cf9 Знайомство з секвентальною трансмісією

Секвентальная КПП цього не дозволяє. Її основна відмінність від механіки – необхідність послідовного включення всіх передач, незалежно від напрямку.

Ви запитаєте, а який сенс такої трансмісії? Відповідь буде дуже простою: спрощення керування автомобілем. В цьому немає жодних суперечностей – машини з секвентальною коробкою не мають зчеплення, тому водієві взагалі не потрібно замислюватися про те, яка передача в даний час задіяна, і яку потрібно включати при наборі швидкості або, навпаки, при гальмуванні. В результаті процес перемикання передач помітно прискорюється, що можна назвати основним достоїнством СКПП.

Строго кажучи, коробки передач даного типу – невід’ємна частина мототехніки, особливо старих поколінь, де перемикання здійснюється ножною педаллю. Але і сьогодні, наприклад, мотоцикли BMW оснащуються саме цим типом трансмісії, яка з часом теж еволюціонує, стаючи більш досконалою, безвідмовної і зручною. Так, в даний час випускаються семиступенчатые секвентальные коробки передач моделі SMG. Перше покоління таких КПП встановлювалося на автомобілі BMW Е36 М3 з 1996 року, з 2001 року SMG 2 стала основною трансмісією Е46 М3, а третє покоління увійшло у комплектацію Е60 М5.

Якщо при використанні МКПП у досвідченого і вправного водія на перемикання передач витрачається близько 0.6 секунди (середньостатистичний показник помітно вище), то використання сучасних секвентальных коробок дозволяє зменшити цей часовий проміжок приблизно втричі, до 0.2 секунд.

Безумовно, для пересічного автомобіліста це некритично, а ось для спортсменів такий виграш у часі дуже суттєвим, враховуючи, що під час гонки перемикатися доводиться дуже часто.

Слід вважати помилкою думку про те, що СКПП влаштована складніше механіки. Коробка-автомат – так, це дійсно дуже складний пристрій, а от конструкція трансмісії типу SMG простіше, ніж у МКПП. Хоча б тому, що тут відсутні синхронізатора, але про пристрої секвентальных коробок ми поговоримо трохи пізніше.

Таким чином, правильна відповідь на питання, що значить секвентальная КПП, полягає в наступному: це тип трансмісії, в якому передачі перемикаються виключно послідовно (1-2-3-4 і т. д.), як вгору, так і вниз, але зате набагато швидше, при цьому педаль зчеплення відсутня, а її роль виконує електроніка. Принаймні, у легкових автомобілях.

Пристрій, особливості, принцип роботи СКПП

Про головну особливості секвентальною трансмісії ви вже знаєте – це неможливість перемикання передач в довільному порядку (вірніше, відсутність можливості вільного вибору). Але в чому сенс такої коробки? Справа в тому, що у водія далеко не завжди є можливість включення потрібної передачі допомогою гальмування (при переході з вищої на нижчу передачу) автомобіля. Особливо у випадках, коли кількість передач велике (від шести і вище), що характерно для сільськогосподарської техніки, тракторів, вантажних автомобілів.

Оскільки педаль зчеплення (але не саме зчеплення) відсутній, це теоретично спрощує керування транспортним засобом – необхідність синхронізації рухів лівої і правої ноги при перемиканні швидкостей відсутня. Управління зчепленням здійснюється бортовим комп’ютером, отримують всі необхідні для цього відомості від сенсорів і датчиків, що контролюють ступінь натиснення педалі акселератора і спроби включення певної передачі. ЕБУ, аналізуючи ці дані, посилає відповідний сигнал на виконавчий пристрій – прогресивний блок СКПП, який і здійснює коригування швидкості руху автомобіля.

Щоб мати уявлення, як працює секвентальна коробка передач, потрібно також знати, що, на відміну від механічного аналога, тут замість конусних шестерень використовуються прямозубі. Такий механізм має більш високий ККД за рахунок зниження втрат на тертя, однак при цьому знижується крутний момент. Цей недолік компенсують установкою шестерень більшого діаметра. Відзначимо, що рівень шуму при роботі трансмісії з прямозубими шестернями набагато вище.

Нарешті, ще однією особливістю секвентальною коробки є використання гідравлічних сервоприводів, функція яких – полегшити та прискорити перехід між швидкостями. Правда, сервоприводи використовуються і в роботизованих коробках, але там замість гідравліки використовується електричний привід.

Якщо на мотоциклах перемикання передач здійснюється педаллю, то в автомобілях – звичним важелем або кнопками (які навіть більш зручні у використанні, хоча це справа звички). Місце розташування важеля – небудь стандартне, на центральній консолі, або на кермі, що характерно для «американців» і «японців». Позначається така коробка буквою «S» (від слова

Sequence, що з англійської перекладається як «послідовність», «послідовний»).

54a055aef7681dcf35d1f84e116f354a Знайомство з секвентальною трансмісією

У деяких варіаціях секвентальною коробки перемикання швидкостей може відбуватися в автоматичному режимі. Зазвичай такі СКПП можуть працювати в трьох режимах:

  • стандартному механічному, з ручним перемиканням передач;
  • спортивному механічному, що дозволяє прискорити процес перемикання;
  • автоматичному, позбавляє водія від потреби перемикати передачі (так, тут присутні аналогією з коробкою-автоматом, але є безліч відмінностей).

Принцип роботи секвентальною коробки передач заснований на використанні класичної механічної трансмісії, яку модернізували, оснастивши шестернями з прямими зубами. Завдяки наявності гідравлічного механізму сервоприводів від водія не вимагається високої точності при зміні режиму руху транспортного засобу, що ще більше спрощує керування автомобілем. Все, про що йому потрібно піклуватися – стежити за навантаженням на силовий агрегат, виробляючи послідовне перемикання при прискоренні і гальмуванні без участі педалі зчеплення.

Як же досягається помітне зниження часу, що витрачається на перемикання швидкостей? Справа в тому. що на механічною КПП при перекладі важеля з одного положення в інше тяга приводного механізму спочатку підтягується, потім відбувається її поворот, і тільки після цього вона натискається. У секвентальною коробки використовується зовсім інший принцип – тут в роботу включаються одночасно дві тяги, одна з яких підтягується, інша – відразу ж натискається. Іншими словами, при переході з третьої швидкості на другу в момент перемикання тяга третьої передачі підтягується, а другий – натискається. В результаті загальний час перемикання знижується з однієї секунди (усереднений показник) до 0.12 мілісекунд.

Багато автомобілістів плутають секвентальные коробки з кулачковими. Між ними дійсно є чимало спільного (прямозубі шестірні збільшеного діаметру і довжини, а також наявність торцевих виступів, службовців основою для зачеплення з кулачками), завдяки яким вдається істотно скоротити час переключення. Автомобілі з кулачковою трансмісією більш динамічні, але в цьому випадку від водія потрібно чималий досвід, щоб здійснювати перемикання в потрібний момент. У секвентальных трансмісій такий недолік відсутній. Саме з цієї причини коробки передач кулачкового типу ставляться виключно на спортивні авто, хоча ніхто не забороняє вам виконати відповідний тюнінг і на звичайному серійному автомобілі. Конструктори болідів деяких команд «Формули 1» поєднали переваги обох типів трансмісій в одному пристрої, але, зрозуміло, порівнювати майстерність водіння гонщиків цієї суперсерії з звичайними водіями принаймні недоречно.

Переваги і недоліки СКПП

Ми вже розглянули на концептуальному рівні основні переваги секвентальных коробок. Прийшов час обговорити переваги трансмісії цього типу більш детально. Отже, основні плюси використання такої КПП полягають у наступному:

  • відсутність педалі зчеплення. Виявляється, це добре не тільки для новачків, які можуть зазнавати труднощів з роботою двома ногами при перемиканні швидкостей (ситуації, коли замість зчеплення натискається гальма – буденні, а це практично гарантована зупинка двигуна). Учасники гоночних змагань на автомобілях, які оснащені секвентальною трансмісією, отримують можливість сконцентруватися на трасі, не відволікаючись на необхідність координувати рухи рук і ніг при зміні швидкісного режиму машини;
  • перемикання швидкостей відбувається як мінімум втричі швидше. Якщо врахувати, що коробка-автомат, у якої теж відсутня педаль зчеплення, набагато більш задумчива, ніж МКПП, то у секвентальных трансмісій в цьому відношенні немає конкурентів. Саме перемикання тут вимагає від водія переміщення важеля вгору при розгоні і вниз при зменшенні швидкості руху. Вкрай просто: смикаємо рукоятку вгору, поки не разгонимся до 4-5 передачі, або вниз до повної зупинки. Не потрібно замислюватися про те, яка передача включена зараз, і на яку слід переключитися;
  • відсутність тимчасової затримки при перемиканні швидкостей в деякій мірі сприяє економії палива. І хоча цей ефект незначний, але він має аккумулятивное дія – це завжди потрібно враховувати;
  • сучасні трансмісії секвентального типу і так спростили управління транспортним засобом практично до мінімуму, перенісши клавіші керування на кермо. Але виявляється, вони пропонують ще більш ефективний варіант – автоматичний режим роботи, коли водій і зовсім не повинен замислюватися про перемиканні передач – зробить всю роботу за нього електроніка і набір датчиків.

У досвідченого читача напевно виникне цілком резонне питання: якщо секвентальные коробки настільки хороші, чому вони досі не отримали масового поширення?

1efcb437396d87aa0d4b018ff52d9935 Знайомство з секвентальною трансмісією

Відповідь тривіальна: поряд з безперечними перевагами цього типу трансмісії присутні і настільки ж очевидні недоліки, в більшості випадків перевешивающие переваги. Опишемо їх:

  • низька стійкість до високих навантажень, без яких уявити собі роботу трансмісії неможливо. Як би просто не відбувалося перемикання, навіть при наявності СКПП робити це потрібно, враховуючи відповідний швидкісний режим – якщо перемикатися на третю зі швидкості 60-70 км/год, це буде явним знущанням над коробкою. Незалежно від типу. Особливості конструкції секвентального механізму перемикання передач (зокрема, наявність гідравлічного сервоприводу) істотно знижують здатність деталей КПП протистояти зносу. Досить сказати, що на гоночних болідах такі трансмісії приходять в непридатність буквально після кожного етапу. А це – дороге задоволення: вартість СКПП набагато вище, ніж у механіки. Але заради виграшу в швидкості команди, що беруть участь в гонках, змушені йти на подібні витрати. Для серійного автомобіля це неприпустимо. І хоча тут мова йде не тільки про прощення управління автомобілем, але і про збільшення потужності і зниження витрати пального, дається все це не дарма. Водій, як вже згадувалося вище, повинен перемикатися правильно, відчувати свій автомобіль, вибирати потрібну швидкість для переходячи з нижчої передачі на вищу і навпаки. Якщо у вас невеликий досвід – помилки у використанні секвентальною трансмісії неминуче призведуть до її передчасної поломки, а ремонт такої коробки обійдеться вам у значну суму. Так що не варто купувати автомобіль, оснащений СКПП, якщо у вас відсутній багаторічний досвід керування транспортним засобом з коробкою-автоматом і МКПП. Варто врахувати і той фактор, що вітчизняним автомобілістам буде непросто перебудуватися на роботу по перемиканню передач, важіль коробки якій розташований не на центральному тунелі, а на підрульових пелюстках. Але це – дрібниці порівняно з тим, що навіть при акуратному використанні термін служби секвентальных коробок в рази менше, ніж механічних і навіть автоматичних;
  • така трансмісія відрізняється дорожнечею в обслуговуванні, що теж обумовлено конструктивними особливостями. Якщо говорити про вартість запчастин/витратних матеріалів, то тут ситуація зовсім не райдужно. І якщо ви думаєте, що зможете самостійно її відремонтувати, то і тут глибоко помиляєтеся. Більш того, якщо ви живете не в мегаполісі, то вам ще доведеться пошукати автосервіс, на якому візьмуться за відновлення СКПП.

Розповімо також про основних помилках, пов’язаних із згадуванням коробки передач секвентального типу:

  • багато вважають, що роботизована і секвентальна трансмісії – це синонімічні поняття. Насправді це, звичайно ж, далеко від дійсності. Хоча принцип роботи коробок обох типів дійсно схожий, відмінностей теж більш ніж достатньо. В якості прикладу можна навести тип сервоприводу: у роботизованою КПП він електричний, а не заснований на використанні гідравліки. Коробка-робот оснащений подвійним зчепленням для виключення ривків при перемиканні швидкостей, секвентальный аналог цього не потребує;
  • існує думка, що АКПП і СКПП завжди працюють у зв’язці. Воно теж невірно, хоча пояснити такий стереотип можна зростанням популярності коробок-автоматів, оснащених спортивним режимом. В дійсності далеко не завжди секвентальна коробка має автоматичний режим роботи і вже тим більше помилково стверджувати про тотожність цих типів трансмісії. Найбільш яскравий приклад – гоночні автомобілі;
  • побутує також думка, що СКПП є атрибутом тільки гоночних болідів, причому неодмінно в поєднанні з кулачковим механізмом. Так, така зв’язка характерна для автоспорту, але вже досить давно випускаються серійні авто, на яких успішно експлуатується коробка секвентального типу. І без кулачкового механізму – він дійсно є прерогативою гоночних автомобілів.

Сфера застосування секвентальною АКПП

Спочатку такі коробки і справді встановлювалися тільки на автомобілі, що використовуються у різних дисциплінах автоспорту. Втім, і сьогодні цей тип трансмісії в автоперегонах не має конкурентів, дозволяючи здійснювати перемикання передач максимально швидко і без проміжного падіння обертів. Кілька десятих часток секунди (строго кажучи, мінімум півсекунди) – це дуже багато там, де переможця від призера часто відокремлюють соті частки секунди. Додайте до цього гідравлічний механізм перемикання – і отримаєте дійсно високошвидкісну трансмісію, нехай і досить дорогу.

Але вже більше двох десятиліть СКПП встановлюються на серійні авто. Піонером тут опинився автоконцерн BMW, в даний час такою коробкою оснащуються, наприклад, моделі M3/M5 від BMW або Mercedes-Benz С-клас. Деякі плутають таку трансмісію з автоматом, називаючи її «ручним» варіантом АКПП, що в принципі невірно, і ми про це вже говорили. Власники авто, які оснащені секвентальною КПП, стверджують, що управління транспортним засобом стало набагато простіше, а точного попадання в передачу в залежності від режиму руху не потрібно.

На багато мотоцикли встановлюються коробки, що працюють за принципом послідовного перемикання передач, причому такої технології вже більше 50 років. Зазвичай це важіль, перемикається ногою, має два положення: вперед і назад. Нейтраль розташована між ними.

Секвентальна коробка передач встановлюється і на машини сільськогосподарського призначення (трактори, гусенична техніка). Тут важіль перемикання розташовується також під ногами, як у мотоциклів, але може встановлюватися і на кермо.

Нарешті, СКПП оснащуються багато моделі великовантажних вантажівок та іншої важкої спецтехніки, у яких кількість передач може перевищувати десяток – керувати такою механічною коробкою було б дуже складно.

WordPress: 11.76MB | MySQL:63 | 0,568sec