Кулачковая кпп ваз: Купить спортивную коробку передач на ВАЗ

Содержание

Кулачковая коробка передач (кпп)

Для достижения высоких динамических и скоростных характеристик автомобиля мало улучшить мотор. Чтобы реализовать его возросшие возможности, нужна и соответствующая коробка передач. Такая коробка должна обладать высокой скоростью переключения, другими передаточными числами, способностью выдерживать высокие нагрузки. Этим требованиям в полной мере отвечают кулачковые КПП, применяемые на всех спортивных автомобилях.

Содержание статьи

Конструкция кулачковой КПП

Секвентальный механизм переключенияПятиступенчатый кулачковый рядВнутренний механизм кулачковой КППШестерня и муфта кулачковой КПП

На первый взгляд может показаться странным, но для того, чтобы изготовить «гоночную» коробку, потребовалось не усложнить, а, наоборот, упростить конструкцию обычной механической КПП. В первую очередь избавились от синхронизаторов. Элемент, облегчающий переключение передач, делает это, по спортивным меркам, недопустимо долго. Кроме того, он слишком хрупок.

Вместо синхронизаторов с множеством мелких зубьев зацепление шестерен и муфт обеспечивают имеющиеся на их торцах выступы – кулачки. Количество кулачков невелико – не более 7 на каждой шестерне (муфте), поэтому они входят в зацепление с большим «запасом» по ширине. При их соприкосновении раздается хорошо различимое «клацанье». Кулачки воспринимают всю ударную нагрузку, защищая зубья шестерен от поломок при жестких переключениях.

Сами шестерни по размеру значительно больше, чем в обычной КПП. Кроме того, применяются не косозубые, а прямозубые шестерни. Чем это вызвано? Прямозубые шестерни имеют меньше потерь на трение (что повышает КПД), проще в изготовлении и не создают осевых нагрузок на валы КПП. Однако они способны передавать меньший крутящий момент по сравнению с косозубыми шестернями такого же размера. Поэтому их и изготавливают большего диаметра.

Для более эффективного разгона в «спортивных» коробках применяют сближенные передаточные числа КПП и более длинную первую передачу.

В стандартных коробках первая передача выбирается «короткой» из расчета движения в тяжелых дорожных условиях, а не для динамичного разгона.

Механизм переключения у кулачковых КПП бывает поисковый или секвентальный (последовательный). Первый практически ничем не отличается от стандартного. Секвентальный позволяет переключать передачи только последовательно, ступень за ступенью, вверх или вниз. В гоночных условиях он намного удобнее и быстрее поискового. Секвентальный механизм в управлении проще, но технически значительно сложнее.

Для переключения достаточно сдвинуть рычаг вперед или назад, а номер включенной в данный момент передачи отображается на дисплее. Вилки передач двигает специальный вал, имеющий борозды волнообразной формы. С каждым толчком рычага он прокручивается на определённый градус, при этом вилка, продвигаясь по борозде, включает передачу или «нейтралку». Другой вариант – при «толчке» рычага происходит поворот специальной оси с кулачками на определенный угол.

Один из кулачков сдвигает вилку и выключает передачу, а другой сдвигает другую вилку, которая вводит в зацепление муфту с шестерней следующей передачи.

Рычаг переключения делают максимально длинным, чтобы приблизить его к рулю – это позволяет водителю дополнительно сократить время на переключение. Рычаг снабжают механической блокировкой, предохраняющей от случайного включения нейтрали или заднего хода. Для ее отключения необходимо нажать кнопку или скобу. Добиться еще большего выигрыша времени позволяют подрулевые переключатели и гидропривод включения передач. При таком варианте время переключения сокращается до 150 миллисекунд и, кроме того, «гидравлика» делает это более «нежно», продлевая жизнь шестерням.

На высшей ступени в иерархии «секвенталок» находятся полуавтоматические КПП. Задача водителя – только вовремя задать момент перехода на другую передачу, а самим процессом переключения управляет автоматика – включает и выключает сцепление, добавляет или сбрасывает «газ» и двигает нужные вилки.

Особенности вождения автомобиля с кулачковой КПП

В автомобилях с кулачковой КПП педаль сцепления используется в ходе гонки только для трогания с места. При езде переключение передач производится либо вообще без выжима сцепления, либо с неполным выжимом. Пилот при этом лишь немного отпускает педаль «газа». Вообще, спортсмены пользуются педалями совершенно по-другому, чем обычные водители: правая нога у них постоянно управляет акселератором, а левая – попеременно сцеплением или тормозами.

В автомобилях с секвентальной КПП, оборудованной гидроприводом переключения, и полуавтоматической КПП, педали сцепления вообще нет. Водителю нужно только выбрать передачу, толкнув рычаг (или подрулевой лепесток) и в нужный момент резко нажать или отпустить педаль акселератора – таким образом автоматике подается команда на переключение. Если же водитель не выбирал передачу, то рост оборотов двигателя не приводит к автоматическому переключению вверх. Автоматически включается только первая передача – для трогания с места достаточно нажать на акселератор.

Преимущества и недостатки кулачковой КПП

Основное преимущество кулачковых КПП, ради чего, собственно, они и создавались – высокая скорость переключения передач (в три раза быстрее, чем в обычной МКПП). Из этого следует и еще одно преимущество – обороты двигателя за время переключения не успевают упасть, следовательно, разгон происходит намного интенсивнее. Это особенно важно для моторов с турбонаддувом, рабочий диапазон у которых сравнительно узок.

Кулачковые КПП выдерживают значительно большие нагрузки по сравнению с синхронизированными, имеют меньший вес и способны передавать намного больший крутящий момент. Механизм переключения работает четко, не допуская «вылета» передач.

К недостаткам кулачковых КПП относят небольшой ресурс (как правило, после каждой гонки ее перебирают), высокую цену и повышенную шумность при работе. Дотошный читатель, возможно, спросит: «А как же сочетается сказанное о высокой надежности и маленьком ресурсе?» Дело в том, что стандартная коробка в условиях гонки не выдержала бы и половины дистанции, и в этом смысле кулачковая КПП намного надежнее. А вот ресурс, в обычном понимании, когда узлы служат без ремонта годами, у кулачковой КПП существенно меньше. Жесткие переключения приводят к быстрому износу кулачков и загрязнению масла металлическими частицами.

Использование кулачковой КПП в тюнинге

У начинающих «тюнингеров» часто возникает вопрос: можно ли кулачковую коробку установить на обычный автомобиль? Ответ однозначный – нет. То есть, с технической точки зрения это возможно, но вот с практической – не имеет смысла.

При обычной (не гоночной) езде для продления срока службы коробки необходимо будет пользоваться педалью сцепления при переключениях. А так как кулачковая коробка не имеет синхронизаторов, то переключаться нужно с перегазовкой при переходе на нижнюю передачу, и с двойным выжимом сцепления при переходе на высшую. Это требует тренировки и чувства двигателя – наверняка сломаете зубья не одной шестерне, пока не приобретете прочные навыки. Но даже и имея их, такая езда будет весьма утомительной, особенно в городе.

Еще больше неудобств доставляет в обычных дорожных условиях КПП с секвентальным механизмом переключения. Ведь чтобы переключиться, например, на несколько ступеней вниз, нужно будет соответственно сделать несколько перегазовок. А установка полуавтоматической секвентальной коробки на обычный автомобиль вряд ли будет оправдана с экономической точки зрения.

Из всего сказанного делаем вывод: установка кулачковой КПП (или кулачкового ряда на стандартную КПП) на ваш автомобиль будет оправдана лишь в том случае, если вы готовите его к серьезным соревнованиям. Если же вы хотите улучшить динамические характеристики для обычной езды, проще установить «спортивные» ряды КПП и главную пару дифференциала.

Кулачковая коробка передач: преимущества и недостатки

На чтение 3 мин. Просмотров 185

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:

Способность переносить повышенные нагрузки;
Меньшая масса;
Передача большего крутящего момента.

Коробка передач кулачковая секвентальная

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.

Ваз кпп кулачковая

КУЛАЧКОВАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ(Cеквентальный механизм) — DRIVE2

Принцип действия.

Созданная на основе выпускаемого в Омске комплекта шестерен, такая коробка передач для ВАЗ-2108 имеет несравненно более высокий КПД. Жесткий и безотказный механизм включения, простые шестерни вместо привычных косозубых — в такой КП нет потерь на трение, не «вылетают» передачи. Но главное — в принципе ее действия.

После того как автомобиль тронулся с места, оперировать сцеплением для переключения передач вовсе необязательно, достаточно лишь ослабить усилие на педали газа. Само же переключение происходит всего в одной плоскости: рычаг к себе — передача выше, рычаг от себя — передача ниже. А теперь подробнее. Кулачковая коробка отличается от обычной в первую очередь тем что у неё муфты включения передач представляют собой не венец с множеством мелких зубцов, а несколько крупных кулачков (как правило, 5-7) которые входят в зацепление с такими же на шестерне с приличным зазором по ширине (это сделано для возможности мгновенного включения любой передачи) и конечно же никаких синхронизаторов. Этот же принцип используется на большинстве мотоциклетных коробок. Преимущества очевидны — в любой момент можно включить любую передачу даже без сцепления. Недостатки тоже есть — большие ударные нагрузки на двигатель, трансмиссию, привода, гранаты которые часто приводят к поломкам даже тех деталей, о которых раньше и не думали.

Зубья на шестернях делают, как правило, прямые, для того чтобы снять осевые нагрузки с валов. Это так же незначительно повышает КПД коробки (меньше трение в зацеплениях шестерён), а так же проще и дещевле в изготовлении. Как всегда есть и обратная сторона медали — меньшая несущая способность шестерён (у косозубых длиннее зуб и лучшее распределение нагрузок), что приводит к уменьшению передаваемого момента и надёжности. Поэтому их делают как можно мощнее (в хорошем исполнении шестерни выглядят как от коробки ЗИЛ-130). А о звуках, которые издаёт такой агрегат, речь никто даже не ведет.

Очень часто тюнингисты задают вопросы: а может поставить кулачковую коробку на свой автомобиль? Кулачковую коробку надо ставить только для использования в гоночных целях, т.к. те преимущества, которые она дает, не компенсируют её недостатков (при использовании в повседневной езде). К тому же эта коробка требует постоянной профилактики и смен масла из-за довольно быстрого износа и появления металлических частиц в масле, которые ведут к ещё большему износу.

У кулачковых КПП есть два типа механизма переключения: поисковый и секвентальный. При установке поискового механизма можно использовать в основном стандартные детали (пусть даже и доработанные). Секвентальный — это сложный, точный и дорогой механизм, который позволяет переключать передачи только на одну ступень за один раз — вниз или вверх.Cеквентальный механизм позволяет переключать передачи на одну ступень вверх или вниз, как на мотоцикле. Рычаг переключения двигается только вперёд-назад, на дисплей выводится номер включённой передачи.
Вилками переключения передач управляет специальный вал, который имеет борозды волнообразной формы. С каждым толчком рычага он крутится на определённый градус, а форма борозд способствует продвижению вилки в нейтральное положение, или на включение какой либо передачи.
Для переключения передач в секвентальных КПП можно использовать пневмо, или электро-привод рычага, расположив кнопку привода для удобства — на руле, или использовать подрулевой переключатель. Опять-таки это актуально только при гоночной езде когда некогда думать какая передача у тебя включена (у секвентальной коробки на щиток приборов выводится табло, показывающее какая передача в данный момент включена). К тому же в гоночном автомобиле сильно трясёт (а на наших трассах часто колбасит) и просто иногда трудно попасть в нужную передачу (при использовании поискового механизма). Но при обычной езде это не только не нужно, но и просто неудобно, т.к. всё время приходится переключаться через несколько ступеней.

Кулачковые коробки делают многие фирмы, специализирующиеся на гоночном оборудовании. Принципиально они все одинаковые. Различаются качеством ипользуемых материалов, небольщими конструктивными особенностями, тщательностью изготовления и ценой. Из известных и более менее качественных : Sadev, Gemini, Heuwland. Но все они безумно дорогие. Попытки найти компромисс между ценой и качеством часто оборачивается большими потерями (имеется большой опыт).

Переключение передач.

Три с половиной секунды… Многие водители, которые никуда не торопятся и берегут коробку передач, примерно столько же времени тратят на одно лишь переключение с первой на вторую. При испытаниях, когда переключение производится максимально быстро, почти ударом, но все же так, чтобы не повредить синхронизаторы, оно занимает примерно 0,5-0,6 с. Под временем переключения мы понимаем промежуток от начала выключения сцепления до его обратного включения. А вот спортивная кулачковая коробка передач, в которой синхронизаторов нет, и переключение происходит без выжима сцепления, позволяет сменить передачу почти втрое быстрее — примерно за 0,18-0,20 с. Неудивительно, что кулачковые КПП, несмотря на их малый ресурс и высокую стоимость, так популярны в гонках. Особенно если учесть, что выигрыш на каждом переключении составляет даже не 0,4 с, как можно было бы подумать, а гораздо больше. Ведь чем быстрее происходит переключение, тем меньше падают обороты двигателя, а следовательно, интенсивнее продолжается разгон. Опыт наших замеров показывает, что стоит при разгоне до 100 км/ч допустить малейшую оплошность — например, включить передачу недостаточно быстро — как результат ухудшается сразу на секунду-полторы. Особенно это актуально для турбомоторов, которые работают в узком диапазоне оборотов и за время переключения нередко успевают «свалиться» в турбояму. Преимущества кулачковых КПП очевидны. Но одно обстоятельство затрудняет их применение на дорожных машинах. Отсутствие синхронизаторов требует от водителя очень точных действий при переключениях. Без правильно выполненной перегазовки понижающая передача либо вообще не включится, либо включится с жестким ударом. В общем, нужно обладать твердыми спортивными навыками, чтобы ездить по городу с кулачковой КПП, но и в этом случае вряд ли такая езда доставит много удовольствия.

Резюме.

Понятно, чтобы ездить на „кулачке“, одних только денег мало, нужно еще и уметь ей пользоваться. Да и шумит такая трансмиссия сильно — примерно как серийная без масла. Впрочем, бывают кулачковые коробки, которые не требуют специальных „гоночных“ навыков (правда, на отечественные машины их, к сожалению, не ставят). Подобная система под фирменным названием SGSM разработана московской фирмой „Спортмобиль“ специально для автомобилей Mitsubishi Lanсer Evolution. Создана она на основе хьюландовской секвентальной коробки, которую часто ставят на полноприводные раллийные автомобили. А соль московской конструкции — в хитро организованном управлении двигателем: микропроцессорный „мозг“ фирмы Motec во время переключения передач независимо от водителя регулирует обороты двигателя. Причем делает это таким образом, что включение кулачковых муфт в коробке, несмотря на „замкнутое“ сцепление, происходит безо всяких толчков и ударов.

www.drive2.ru

Кулачковая коробка передач VFTS — Лада 2101, 1.6 л., 1973 года на DRIVE2

Кулачковая коробка передач как VFTS, легендарную коробку .
Кулачковая коробка передач – это обычная механическая коробка передач с некоторыми различиями в конструкции. В ней нет синхронизаторов, а шлицевые муфты имеют не множество мелких зубцов, а 5-7 крупных кулачков, и такие же кулачки расположены на шестерне, с которой входит в зацепление муфта. Зазор между кулачками на шестернях довольно большой, что позволяет включить мгновенно, не используя сцепление любую передачу. К слову сказать, такой же принцип используется в большинстве мотоциклетных коробках. Помимо этого шестерни делают не с косыми, а с прямыми зубцами, что несколько увеличивает КПД коробки.

кулачковая коробка

Обычно в кулачковых коробках передач применяют один из двух типов механизма переключения — поисковый и секвентальный. Поисковый механизм используется на серийных коробках передач. То есть можно включить любую передачу поворотом рычага в определенное направление. Привлекательность данной конструкции в ее простоте. Секвентальный механизм позволяет переключать передачи только на одну ступень за один раз — вниз или вверх. Это сложный, точный и дорогой механизм.

кулачковая коробка

К преимуществу кулачковых коробок передач можно отнести:

Возможность быстро без использования сцепления переключить передачу С использованием секвентального механизма можно быстро переключить передачи вверх или вниз, не отвлекаясь на поиск нужной передачи. Это актуально в условиях большой тряски или когда необходимо повышенное внимание для слежения за дорогой.

Из вышесказанного видно, что коробки кулачкового типа идеально подходят для автомобильного спорта.

Недостатки коробок кулачкового типа:

Большие ударные нагрузки на двигатель, трансмиссию, приводы и т.п., которые приводят к частым поломкам.
Шумность коробки.
Так как шестерни имеют прямые зубцы, то их надо делать как можно мощнее.
Сложность и дороговизна секвентального механизма.
Требует постоянной профилактики, смена масла и т.п. Так как из-за большого износа появляется много металлических частиц.
Ну и соответственно большой износ коробки.
Из сопоставления достоинств и недостатков можно сделать вывод, что установка такой коробки в свой автомобиль для повседневной езды не рекомендуется, так как ее преимущества в повседневной езде меньше чем недостатки. Целесообразнее всего применять данный тип коробки в гоночных автомобилях.

Если в парной гонке на ускорение друг против друга выйдут обычный автомобиль и гоночный с двигателями одинаковой мощности, победителем, несомненно, станет последний. Ключ к победе – кулачковая коробка передач. Главное достоинство кулачковой коробки – в скорости переключения передач. Если разгоняться на обычном автомобиле, переключая передачи вверх максимально быстро, почти ударом, то смена каждой передачи займет около 0,6 с. Примерно столько уходит на высокоскоростное выключение/включение сцепления. Пилот гоночного автомобиля может сменить передачу втрое быстрее – и сделает это, не выжимая сцепления, и на каждом переключении будет выигрывать более 0,4 с! Это произойдет за счет того, что при каждом переключении у обычного автомобиля падают обороты двигателя и, соответственно, снижается интенсивность разгона.

www.drive2.ru