Секвентальная коробка передач автомобиля — что это такое, принцип работы, секреты управления

Автомобильная инженерная мысль за прошедшие десятилетия продвинулась далеко вперед, о чем свидетельствуют новые разработки в области конструирования трансмиссий. На данный момент на разных моделях как гражданских, так и спортивных автомобилей можно встретить различные по своему типу КПП, которые предназначены для передачи больших по величине крутящих моментов. Современные механические коробки отличаются друг от друга по конструкции, и примером этому служат секвентальные КПП, которые получили широкое распространение. Стоит отметить, что полноценные коробки секвентального типа остались в неизменном виде только на мотоциклах. Однако в последнее время очень популярными стали автоматические коробки, в которых реализована опция ручного выбора передач. Такая функция получила название типтроник или стептроник.

Содержание статьи

• 1 Типы коробок передач автомобиля
• 2 Секвентальная коробка передач
• 3 Коробка передач типтроник
• 4 В чем разница между типтроником и автоматом
• 5 Коробка типтроник: плюсы и минусы
• 6 Что такое коробка изитроник

Типы коробок передач автомобиля

Коробка передач автомобиля в разрезе

Основная задача любой трансмиссии заключается в плавной передаче мощности от силовой установки на ведущие колеса. По своей конструкции КПП разделяются на следующие виды:

1. Механические КПП. Классифицируются по количеству ведущих, ведомых и промежуточных валов, по числу передач вперед и назад.
2. Автоматические КПП. Основное отличие сводится к конструкции коробки.
3. Гидротрансформатор. В основу конструкции положен планетарный ряд Фурье (планетарная передача).
4. Вариатор. В конструкцию входит два шкива, которые изменяют свой диаметр под действием центробежной силы, что влечет изменение передаточных чисел. Между шкивами располагается цепная или ременная передача. Связь между двигателем и коробкой осуществляется посредством гидротрансформатора.
5. Роботизированные. Механическая КПП с электронным управлением процесса смены передач.

Что лучше вариатор или автомат прочитать можно здесь

Выше представлены одни из наиболее распространенных видов трансмиссий, которые широко популяризованы на современных транспортных средствах.
Современные механические трансмиссии состоят из двух или трех валов (в зависимости от типа привода: 2 — для переднего или заднего, 3 — для заднего и полного), на которых установлены косозубые шестеренки. Именно через косозубое зацепление происходит передача крутящего момента. Между шестернями установлены сепараторы, в которые входят вилки включения передач. На внутренней стороне сепараторов и косозубых шестеренок нарезано больше число зубцов, посредством которых обеспечивается их зацепление друг с другом. В механических коробках валы изготавливаются из цельной металлической заготовки и они не разбираются. В такой трансмиссии можно включить первую передачу, а затем, например, третью и автомобиль будет продолжаться двигаться. Если же трогаться на скользком покрытии без каких-либо межосевых и межколесных блокировок, то можно стартовать с четвертой и двигатель не заглохнет.

Секвентальная коробка передач

Секвентальная коробка передач автомобиля

Отличие секвентальной КПП от стандартной механической заключается в том, что такие коробки бывают только двухвальными, все шестеренки в них только прямозубые и нет никаких синхронизаторов. Их роль выполняют подвижные муфты, которые и включают передачи. Помимо конструктивных различий существуют еще и эксплуатационные: в механической КПП передача включается после выключения сцепления (опытные водители переключают передачи подбирая необходимые обороты и без сцепления), а в секвентальной же коробке при езде по прямой или в гору передачи переключать можно без выключения сцепления, что позволяет делать их конструкция. Также к преимуществам секвентальной КПП можно отнести:

• меньшие габаритные размеры корпуса коробки;
• возможность передавать больший крутящий момент;
• выдерживает переменные нагрузки;
• скорость переключения составляет 0,1-0,2 сек;
• при смене передач не падают обороты двигателя;
• не теряется мощность в трансмиссии, которая вызвана нагревом деталей;
• меньшая нагрузка на подшипники валов;
• простота обслуживания.

В секвентальной коробке при езде по прямой или в гору передачи переключать можно без выключения сцепления.

Стоит отметить, что принцип работы секвентальной КПП основывается только на последовательной смене передач как в обратном, так и в прямом порядке. Таким образом повышение передач осуществляется ступенчато, т.е. нельзя перескочить, например со второй на четвертую, потому что этому будет препятствовать конструкция коробки. Также одной из особенностей устройства секвентальной коробки передач служит то, что первичный и вторичный вал в такой трансмиссии наборный, т.е. состоит из нескольких промежуточных взаимосвязанных между собой элементов. Такая особенность позволяет механикам оперативно менять шестеренки на спортивных автомобилях прямо во время гонок, чтобы подобрать оптимальные передаточные числовые соотношения зубчатых колес под текущие условия состязаний.

Коробка передач типтроник

Для реализации гоночного потенциала своих автомобилей, компания Porsche совместно с концерном Volkswagen и производителем автомобильных комплектующих компанией ZF Friedrichshafen спроектировали автоматические КПП с возможностью ручного переключения, но это не классическая секвентальная коробка передач. Такой принцип управления получил собственный товарный знак и стал называться Tiptronic. Стоит отметить, что данную технологию взяли на вооружение большое число автоконцернов, однако каждый представитель мирового авторитейла адаптировал типтроник под свои конструкции КПП. В автомобилестроении такой принцип получил название стептроник. Стоит отметить, что имитация передач в автоматической трансмиссии осуществляется блоком управления КПП, т.е. в конструкции «автомата» нет никакого секвентального механизма, потому что и так немаленькая по своим размерам коробка достигала бы размеров, сопоставимых с габаритами двигателя. Именно поэтому некорректно называть такие коробки секвентальными!

В чем разница между типтроником и автоматом

Рычаг переключения Типтроника

 
В первую очередь разница заключается в режиме эксплуатации автомобиля. Когда водитель передвигается в режиме «автомат», то он переводит селектор выбора передач в режим D и движется, нажимая на педаль газа. В этот момент блок управления двигателем принимает сигнал от датчика положения акселератора и подает больше топлива в цилиндры двигателя, потому что дроссельной заслонкой, которая предназначена для подачи воздуха в те же цилиндры, управляет сам водитель. Такие действия приводят к повышению оборотов коленчатого вала и как следствие растут обороты турбинного и роторного колеса гидротрансформатора, что вызывает переход от низшей на последующие передачи. С уменьшением числа оборотов двигателя и скорости автомобиля коробка понижает передачу.

Разница типтроника и автомата заключается в режиме эксплуатации автомобиля.

При переводе селектора в режим S или M (типтроник или стептроник) водитель самостоятельно подбирает передачу, которая будет отвечать его режиму движения. Для этого он ориентируется на скорость автомобиля и на обороты коленчатого вала. Однако в каждой коробке реализована защитная функция, которая заключается в том, что стрелка тахометра никогда не дойдет до красной зоны или так называемой отсечки, потому что это повысит нагрузку на коробку. Если одной фразой описать разницу, то можно уверенно сказать, что эксплуатация в режиме типтроника и автомата идентична, только отличается число оборотов, на которых переключаются передачи.

Теперь вы поняли, как пользоваться типтроником на своем авто. Стоит отметить, что при переключении на пониженную передачу может ощущаться небольшой удар по кузову. Это не свидетельствует о какой-либо поломке, а лишь говорит о том, что водитель выбрал для такой задачи неправильный скоростной режим.

Коробка типтроник: плюсы и минусы

• адаптация под любые условия вождения;
• возможность самостоятельного выбора передач;
• полноценная реализация тягово-динамического потенциала мотора;
• пониженная или повышенная передача стептроника выбирается автоматически.

К недостаткам можно отнести:

• более сложные прошивки блока коробки;
• сложная конструкция рычага управления трансмиссией;
• увеличенный расход топлива;
• сложность управления.

Любой технически сложный механизма имеет как свои достоинства, так и недостатки.

И как показывает практика эксплуатации коробок передач, режимом типтроник водитель пользуется только 5-10 % времени. Такая тенденция начинает прослеживаться уже при покупке автомобиля. В этот момент менеджер по продажам объясняется покупателю как ездить на типтронике, но зачастую слышит ответ, что водителю это не нужно.
На некоторых европейских моделях автомобилей встречаются автоматические адаптивные секвентальные коробки передач. Основное их отличие от классических в том, что адаптивный «автомат» подстраиваются под манеру управления водителем и под ритм передвижения. Если вы ездите на автомобиле в городе на невысокой скорости, то такая КПП будет быстро переходить на повышающую передачу, чтобы достигалась топливная экономичность. Если же вы передвигаетесь по трассе, то переключаться передачи будут немного с запозданием, чтобы автомобиль эффективно набирал скорость и быстро выходил на режим движения на повышенной передаче.

Что такое коробка изитроник

Изитроник это модификация роботизированных коробок передач.

К другим примерам аналогичных коробок относятся:

• SeleSpeed – устанавливается на Fiat, Lancia, Alfa-Romeo;
• DSG – Volkswagen, Skoda;
• S-tronic (аналог DSG) – Audi;
• PowerShift – Volvo;
• DCT – Kia.

Так что же лучше: типтроник или автомат? Однозначно ответить на этот вопрос нельзя, поскольку все ответы будут исключительно субъективными. С уверенностью можно сказать, что каждый водитель самостоятельно выбирает для себя наиболее оптимальный режим управления автомобилем.

Автоматическая коробка передач с системой Tiptronic

С момента изобретения автоматической коробки передач (а с тех пор прошло уже около полувека), перед покупателем автомобиля становится нелёгкий выбор: какую же коробку выбрать —  ручную или автоматическую. Выбор действительно непростой, поскольку оба варианта имеют и плюсы, и минусы.

Коробку-автомат, как правило, выбирают водители, предпочитающие прикладывать к процессу вождения как можно меньше усилий. На механике свой выбор останавливают любители надёжности и прочности.

Понимая это, автомобилестроители предпринимали немало попыток, пытаясь совместить автоматическую и механическую коробки передач. Ещё в тридцатых годах прошлого века монстры автомобильной индустрии «Крайслер» и «Плакард» делали попытки оснастить механическую коробку некоторыми элементами автоматики. В результате получилась полуавтоматическая коробка.

Но сегодня мы поговорим о другом устройстве, являющемся противоположностью полуавтомату: автоматической коробке передач, имеющей в своей конструкции элементы механической. Данным агрегатом, получившим название Tiptronic, был впервые оснащён автомобиль «Порше 911», вышедший на рынок в 1990 году.

В основе пятиступенчатой коробки передач Tiptronic лежит автомат с ручным типом переключения рычага скоростей.

Основной плюс данной коробки заключается в том, что водитель имеет выбор между активным (ручным) способом переключения передач и более удобным автоматическим.

Если не задействовать систему «АКПП Tiptronic», то данная коробка функционирует как обычная автоматическая. Решение о необходимости переключения на ту или иную передачу принимает бортовой компьютер. Если же водитель хочет управлять процессом самостоятельно, то может это сделать при помощи дополнительного паза, находящегося на ручке переключения передач, или посредством нажатии кнопок управления, находящихся прямо на руле, что позволяет переключаться между передачами, не отрывая от него рук. Панель управления, как правило, показывает действующую скорость, а для переключения на более низкие или более высокие передачи нужно нажимать кнопки «-» и «+». Переключение между скоростями происходит мягко и без рывков, и при этом не нужно использовать сцепление, что в разы усиливает комфорт от процесса вождения, и позволяет не терять во время переключения тяговую силу.

Поскольку коробка Tiptronic позволяет управлять трансмиссией напрямую, минуя бортовой ПК, водитель имеет возможность в любой момент взять управление процессом переключения передач в свои руки, что крайне полезно, к примеру, когда есть необходимость тормозить двигателем.

Чтобы ручное управление не повредило двигатель, в системе Tiptronic предусмотрена специальная защита. Если же ручное управление некоторое время будет оставаться незадействованным, бортовой компьютер вновь возьмёт на себя управление автомобилем. Данная система позволяет также устанавливать режимы переключения скоростей с определённой задержкой.

В данный момент система Tiptronic устанавливается на автомобили в качестве дополнения класса «Спорт». Принцип работы этой коробки взяли на вооружение и другие производители, в частности, «БМВ» и «Крайслер», но поскольку торговую марку «Tiptronic» зарегистрировал «Порше», их изделия имеют другие названия.

Коробки передач, оснащённые системой  Tiptronic, очень быстро доказали своё превосходство перед обычными коробками-автоматами. Помимо комфортной езды и возможности выбора режима переключения скоростей, что позволяет контролировать динамику авто при разных режимах работы, к ним можно отнести и экономичность в расходе топлива, хотя она всё равно не столь велика, как при ручной коробке. Однако эти коробки не лишены всех тех недостатков, которых не наблюдается в механических коробках. К её недостаткам можно отнести большие габариты и вес, а также заметную задержку переключения, которая не исчезает даже если коробку эксплуатировать в ручном режиме на скорости от нуля до ста км/ч. К примеру, в «Ауди-А5» эта задержка составляет 0,1 секунды, а в «Порше-Кайман С» — 0,7 секунд.

У Peugeot 607 была трансмиссия Porsche зарабатывать комиссию со ссылок на этой странице.

Фото: Peugeot

Глядя на Peugeot 607, вы вряд ли что-нибудь примете. Вы, вероятно, тоже не будете много думать, сидя в нем. Но рядом с вами будет одна интересная вещь: коробка передач Tiptronic, разработанная Porsche.

Фото: Peugeot

Просто для полной ясности: Peugeot 607 был , а не высокопроизводительным автомобилем. Полноразмерный седан от не-люксового автопроизводителя, 607 делил свою платформу с Peugeot 605, который был до него, который, в свою очередь, делил свою платформу с явно ориентированным на комфорт Citroën XM, как указывает французская страница автомобиля в Википедии. Таким образом, кости 607-го простираются от его дебюта в 1999 году до 1989 года. Когда Peugeot прекратил продажи 607 в 2010 году, его архитектура была старше, чем объединенная Германия. Топовый двигатель, 2,7-литровый V6, выдавал поразительные 204 лошадиные силы.

Фото: Peugeot

Фото: Peugeot

Полагаю, я должен также уточнить, что, хотя это была коробка передач Porsche, она сама по себе не была высокопроизводительной. Это была всего лишь четырехступенчатая коробка передач, как отмечено в этом очаровательном переводе Google от французского Stubs-Auto:

Двигатели модели 607 могут работать в паре с пятиступенчатой ​​механической коробкой передач или с четырехступенчатой ​​автоматической адаптирующая автоматическая коробка передач секвентального типа системы Porsche Tiptronic. Эта коробка передач с электронным управлением может автоматически выбирать из 32 законов переключения, чтобы лучше реагировать на требования водителя и его стиль вождения. Выбор делается плавно и в полном комфорте. Однако у водителя есть возможность переключать передачи вручную благодаря знаменитой импульсной системе управления Porsche.

Опять же, это не просто типтроник в стиле Porsche, как можно было бы предположить сегодня. Это была технология Porsche, как сообщает The Independent:

Это был мопс, технически говоря, на несколько лет впереди конкурентов. Дизельные версии имели фильтр, который уничтожал микроскопические частицы выхлопных газов. При резком торможении автоматическое включение аварийной сигнализации предупреждало других водителей об опасности. Наконец, система подвески с девятью настройками означала больший комфорт и контроль. Бензиновый V6 также имел стандартную автоматическую коробку передач Tiptronic производства Porsche. 

Ошибка в том, что Porsche не производил свои трансмиссии Tiptronic. ЗФ сделал. Но это все еще была трансмиссия Porsche, разработанная Porsche, как объясняет Car and Driver в своей истории автоматической коробки передач Porsche:

После распада Sportomatic [в 1980 году] небольшая группа инженеров Porsche стремилась продолжить разработку автоматизированных механических коробок передач. в течение следующего десятилетия. Но эти усилия были в значительной степени проигнорированы в пользу ранней программы Porsche с двойным сцеплением PDK для гонок и общего отсутствия интереса к Sportomatic. Войдите в типтроник. При разработке 964 911, компания Porsche обратилась к ZF с просьбой поставить полностью автоматическую коробку передач. Но обычная коробка для слякоти просто не годилась, поэтому Porsche придумал уникальный протокол для мозга трансмиссии. Отслеживая положение и движение дроссельной заслонки, двигатель и скорость движения, активацию ABS и датчики подачи топлива, четырехступенчатый автомат «адаптировался» к стилю водителя, выбирая одну из пяти доступных карт переключения передач в зависимости от полученных данных. 

Действительно, Tiptronic был «сотрудничеством с ZF» как Total911, где также отмечается, что Tiptronic перешла на пятиступенчатую коробку передач в 1998 году для модели 996. Это может объяснить, почему Porsche был готов позволить такому безопасному автопроизводителю, как Peugeot, заполучить некоторые из недавно устаревших четырехступенчатых моделей.

Модель 607 производилась с конца 1999 по 2010 год, пройдя через всю эру нового тысячелетия, как во благо, так и во вред. Когда Николя Саркози, недавно осужденный и заключенный в тюрьму за коррупцию, ехал на свою инаугурацию в 2007 году, его доставил туда Peugeot 607. Что-то я сомневаюсь, что кто-то из причастных перекинул рычаг Типтроника влево и переключился на себя.

Фото: Peugeot

Технологии коробок передач — Drivingfast.net

Коробки передач — это сложные механические устройства, которые позволяют автомобилям двигаться с разной скоростью, не выходя за пределы диапазона оборотов двигателя. переключатели стиля за рулевым колесом, которые часто продаются как секвентальные коробки передач, однако часто это не настоящие секвентальные механизмы, а простое электронное ручное управление для довольно стандартных автоматических коробок передач.

Ниже приведены некоторые из различных коробок передач, которые могут быть установлены на автомобили с высокими характеристиками:

Автоматические коробки передач с ручным управлением (например, Tiptronic)

Техническое резюме

• Стандартная автоматическая коробка передач с ручным управлением
• Преобразователь крутящего момента вместо сцепление

Эти системы типа «Tiptronic» позволяют водителю лучше контролировать выбор передач в автомобиле с автоматической коробкой передач, предлагая «ручной режим». Этим режимом можно управлять с помощью подрулевых переключателей за рулевым колесом или путем выбора специального слота на панели управления коробкой передач. Более продвинутые версии этой системы связаны с органами управления двигателем, автоматически повышая обороты двигателя в ответ на понижение передачи и обеспечивая такое же быстрое и плавное переключение передач, какое позволяет переключение с пятки на носок. Даже в ручном режиме в систему встроены определенные отказоустойчивые элементы управления, которые предотвращают. например, двигатель глохнет из-за падения оборотов ниже установленного предела. Хорошие системы Tiptronic могут сократить время переключения по сравнению с механической коробкой передач, но многие этого не сделают.

Преимущества

• Подрулевые лепестки позволяют водителю держать обе руки на руле при переключении передач
• Могут позволить водителю заблокировать систему на определенной передаче, позволяя оборотам двигателя достигать ограничителя оборотов и вытягивания полная мощность двигателя
• Разрешает переключение вниз в преддверии поворота, что предотвращает ненужные изменения в середине поворота, которые потенциально могут вывести автомобиль из равновесия

Недостатки

• Не такое быстрое, как DSG, или настоящее секвентальное переключение передач
• Возможна небольшая потеря мощности из-за гидротрансформатора

На что обратить внимание:

Подрулевые лепестки, которые вращаются при повороте руля, позволяют легко переключаться при блокировке рулевого управления

Примеры товарных знаков для этой системы:

Tiptronic (Porsche)
Steptronic (BMW)
TouchShift (Mercedes)
SportShift (Subaru)

Коробки передач Direct Shift (DSG)

Техническое резюме

• Механическая коробка передач с автоматическим или полуавтоматическим управлением
• Двойное сцепление, двойной вал
• Предварительный выбор передач с прогнозированием

Коробки передач DSG являются недавним дополнением к набору технологий, которые теперь легко доступны в серийных автомобилях. Идея DSG заключается в том, чтобы обеспечить быстрое переключение передач с долговечностью обычной автоматической коробки передач.

DSG представляет собой управляемую компьютером механическую коробку передач с двумя сцеплениями, каждое из которых включает разные передачи. Первое сцепление включает передачи 1, 3 и 5, а четные передачи включаются сцеплением два. Прелесть системы в том, что компьютер может предсказать, какую передачу вы, скорее всего, выберете, и предварительно выбрать ее (при условии, что это либо одна передача вверх, либо одна вниз). При переключении на предварительно выбранную передачу все, что нужно сделать системе, — это отпустить одно сцепление и включить другое. Это может быть сделано невероятно быстро и приводит к молниеносным изменениям.

При выборе передачи компьютер учитывает различные действия водителя, включая положение дроссельной заслонки, частоту вращения двигателя и скорость движения.

Недостатки системы включают относительно большой вес по сравнению с обычными ручными или секвентальными коробками передач, а также тот факт, что действительно быстрые переключения будут происходить только тогда, когда компьютер предварительно выбрал правильную передачу.

Преимущества

• Может обеспечить чрезвычайно быстрое переключение передач на ожидаемые передачи

Недостатки

• Может быть тяжелым из-за необходимости добавления зубчатых колес и валов
• Полагается на компьютер для прогнозирования вероятной выбранной передачи, неожиданные изменения могут увеличить время смены коробки

  Техническое описание

  • Настоящая механическая коробка передач
  • Возможность переключения передач без использования сцепления
  • Самая высокая скорость переключения передач требуют регулярного обслуживания. Однако, если вы пытаетесь сэкономить драгоценные секунды на времени прохождения круга, альтернативы нет. Есть два основных преимущества секвентальной коробки передач, которые включают в себя возможность быстрого переключения передач без сцепления и снижение погрешности, которая может быть результатом стандартной коробки передач «H».

    Как использовать секвентальную коробку передач

    Настоящие секвентальные коробки передач обычно настроены на переключение на пониженную передачу путем нажатия рычага вперед и на переключение на более высокую передачу при оттягивании назад.