Коробка передач (КПП): какие бывают и какую выбрать себе

Современные автомобили представляют собой сложную конструкцию, многие узлы которой часто модернизируют и меняют. Бензиновые и дизельные моторы стали уступать место электродвигателям. Но если на машине стоит двигатель внутреннего сгорания (ДВС), то обязательно будет и коробка передач. В статье разберем подробно, что это такое, какие виды коробок бывают, что помогает выявить поломку и как автовладельцу продлить срок эксплуатации КПП.

Для чего нужна коробка передач

Коробка передач — один из важнейших узлов автомобиля, без которого движение невозможно. Этот узел передает мощность от двигателя к колесам. Она позволяет ДВС экономить топливо на высоких скоростях и обеспечивает нужную тягу на низких.

Главные функции коробки передач: изменение соотношения между оборотами двигателя и колес, контроль за скоростью автомобиля, выбор направления его движения. 

Виды коробок передач

Основные разновидности коробок, которые сегодня используются в автомобилях:

• механическая коробка передач (МКПП);
• автоматическая коробка передач (АКПП);
• роботизированная коробка передач (РКПП);
• вариативная (бесступенчатая) коробка передач (CVT).

Схема работы автомобильных коробок передач

Механическая — устройство, где переключение передач происходит за счет воздействия человека: он перемещает рычаг и нажимает педаль сцепления. После этого сцепление размыкает двигатель и КПП, и в действие вступают шестерни, которые находятся на валах внутри корпуса коробки. От умения водителя зависит плавность переключения передач и комфорт пассажиров. Чаще всего такие коробки используются в бюджетных автомобилях, что связано с доступной ценой такой трансмиссии, надежностью и простотой эксплуатации. 

Автоматическая — такой вид коробки передач, которая работает под управлением электроники или гидравлики. Она сама выбирает оптимальное передаточное число в зависимости от режима движения и внешних факторов. В ней крутящий момент проходит от двигателя к колесам по нескольким схемам:

• при помощи планетарных редукторов, на которые действует рабочая жидкость (гидротрансформаторная);
• под действием актуаторов, которыми управляет мехатроник (роботизированная);
• в результате перемещения ремня (цепи) по конусообразным шкивам в вариаторе.

Типы механической коробки передач

Разберем разновидности МКПП, которые все еще остаются самыми распространенными на современных автомобилях.

Ручная коробка передач

Обычная МКПП — это пары шестерен с разными передаточными числами, где одна ведущая, а другая ведомая. Ведущие шестерни закреплены на валу, идущем от двигателя, а ведомые свободно вращаются на выходе, передавая мощность на колеса. 

Если одну из ведомых шестерен закрепить на валу, двигатель начинает вращать колеса с нужным передаточным числом. Для этого используются зубчатые муфты, которые перемещаются вдоль вала. Нажимая педаль сцепления, водитель разъединяет вал двигателя (и ведомые шестерни) и мотор. Затем он выбирает нужную передачу, передвигая рычагом муфту к соответствующей шестерне. Между шестерней и муфтой есть синхронизатор, который обеспечивает их одновременное движение. Когда скорости вращения шестерни и муфты совпадают, муфта входит в зацепление и включает передачу. Затем водителю нужно плавно отпустить сцепление, заново подключив узел к двигателю.

Плюсы:

• высокая надежность и большой ресурс работы;
• легко устранить неисправности;
• доступная цена;
• простое техническое обслуживание.

Минусы:

• нужно уделять много внимания и задействовать обе ноги;
• при неправильном включении передач можно повредить коробку и мотор.

Секвентальная коробка передач

Особый вид механической коробки, где сама ее конструкция не допускает произвольного выбора передачи относительно уже включенной. То есть переключиться можно либо на одну передачу ниже, либо на одну выше. Переход в нейтральное положение возможен только с первой передачи и заднего хода (на мотоциклах — с первой и второй).

Механизм коробки чаще всего предполагает схему из прямозубых шестерен постоянного зацепления с включением передач кулачковыми муфтами. Сцеплением на автомобилях управляет электронный блок управления (ЭБУ), поэтому на них нет соответствующей педали. Чаще всего подобные коробки передач используют на мотоциклах и на быстрых спортивных автомобилях.

Плюсы:

• высокая скорость переключения передач;
• нет педали сцепления, что важно для новичков;
• простота использования.

Минусы:

• дорогой ремонт;
• быстрый износ деталей.

Типы автоматической коробки передач

Инженеры особое внимание уделяют облегчению вождения автомобиля, а потому на первый план выходят АКПП. Есть несколько типов, которые с успехом применяются на большинстве современных автомобилей.

Классический автомат

В основе конструкции лежит планетарный редуктор, который состоит из целого блока шестеренок разного размера. Есть центральная шестерня (солнечная), коронная и несколько сателлитов — небольших шестеренок, сцепленных с главными и соединенных между собой водилом.

Особенность редуктора в том, что передаточное отношение не фиксированное, как у пары шестерен, а может меняться в зависимости от того, как вращаются его части. И если соединить вместе такие «планетарки», то получается коробка с несколькими передачами — для получения 6-ступенчатого автомата достаточно всего трех планетарных редукторов.

Для каждой передачи предназначена своя комбинация деталей, а для переключения используют многодисковые фрикционные муфты, которые сжимаются под давлением масла и работают как традиционное сцепление. В связи с тем что процесс переключения передач в такой коробке очень сложный, его полностью поручили электронике. 

Крутящий момент в такой коробке передается не сцеплением, а гидротрансформатором, от которого она и получила свое название. В этом узле находится три соосных колеса с лопатками: ведущее, ведомое и реактор. Внутри все заполнено маслом. Ведущее колесо закручивает это масло, в реакторе оно меняет направление и раскручивает ведомое колесо. В такой конструкции нет жесткой связи с двигателем, поэтому переключение передач происходит плавно, без грубых рывков и ударов.

Плюсы:

• наиболее долговечная и надежная из всех АКПП;
• простое техобслуживание.

Минусы:

• нужно больше времени на разгон;
• большой расход топлива;
• склонна к перегреву при длительной эксплуатации.

Вариатор

Отличается от традиционной коробки передач тем, что тут нет передач в обычном понимании. В вариаторе она всего одна, но с переменным передаточным числом. Вместо прямого соединения валов через шестерни крутящий момент передается с ведущего вала на ведомый через ремень или цепь, которые соединяют два шкива.

Каждый шкив представляет собой два конуса на одном валу, обращенные вершинами друг к другу. Их движение и натяжение ремня регулируются электронной системой. Когда конусы сближаются, ремень смещается наружу, уменьшая радиус его вращения вокруг оси. Если конусы расходятся, ремень приближается к оси, и радиус увеличивается. Разница в радиусах на ведущем и ведомом валах определяет передаточное отношение. 

Первоначально такой тип коробок применяли только на небольших автомобилях, так как он крайне чувствителен к нагрузкам. Сегодня вариатор используется намного чаще как более доступная альтернатива стандартным автоматическим коробкам передач.

Плюсы:

• плавный разгон и замедление автомобиля;
• относительно низкий расход топлива;
• высокий КПД двигателя.

Минусы:

• электроника в вариаторе нуждается в сложной настройке, которую самостоятельно сделать практически невозможно;
• нужна специальная дорогая трансмиссионная жидкость.

Роботизированная коробка передач

Представляет собой некий гибрид механической и автоматических коробок. Инженеры облегчили водителям жизнь, переложив работу со сцеплением и переключением передач на автоматику. В этой коробке процессом руководит ЭБУ, а сервоприводы перемещают по валам муфты и в нужный момент выжимают или отпускают сцепление.

Плюсы:

• дешевле по сравнению с другими АКПП;
• низкий расход топлива;
• недорогое обслуживание.

Минусы:

• медленное переключение передач и толчки;
• в пробках быстро изнашивается.

Преселективная (DSG)

Это практически та же роботизированная коробка передач, основное отличие которой заключается в наличии двух сцеплений. Принцип ее работы в том, что каждое сцепление управляет своим набором передач: четными и нечетными. Пока автомобиль движется на одной передаче, следующая уже подготовлена к включению.

Если упростить, то она представляет собой две обычные коробки передач, объединенные в одном корпусе. Пока автомобиль движется на третьей передаче, автоматика заранее готовит четвертую при ускорении или вторую, если машина замедляется. При этом связанное с четным валом сцепление отключено. Переключение с третьей на четвертую передачу происходит тогда, когда одно сцепление отключается, а другое включается. Электроника мгновенно производит эти операции, делая смену передач быстрой и незаметной для водителя.

Плюсы:

• быстрое переключение передач;
• плавный ход;
• экономия топлива.

Минусы:

• плохо работают на низких скоростях;
• надежность ниже, чем у других КПП;
• дорогой ремонт.

Где находится коробка передач в автомобиле

В переднеприводных автомобилях коробка передач располагается под капотом, рядом с двигателем. Она совмещена с главной передачей и дифференциалом, поэтому приводные валы передних колес идут прямо от картерного пространства коробки передач. В заднеприводных машинах коробка передач чаще всего находится между водителем и передним пассажирским креслом.

Рычаг переключения передач чаще всего располагают на полу в салоне автомобиля между водителем и пассажиром. Однако в некоторых автомобилях он может быть выполнен в виде джойстика на центральной консоли или находиться на рулевой колонке.

Как выбрать коробку передач

Своим мнение по этому вопросу поделился CEO проекта Likvi.com Александр Коротков.

По словам эксперта, выбор коробки передач зависит от предпочтений водителя и условий эксплуатации:

• МКПП идеальна для тех, кто ценит контроль над машиной и готов уделять внимание технике вождения. Автомобили с ней проще и дешевле в обслуживании.
• Классическая АКПП — универсальное решение, подходящее для комфортного передвижения по городу и трассам. Надежность таких коробок значительно выросла за последние годы.
• Вариатор (CVT) хорош для плавного вождения в городских условиях. Он экономичнее в плане топлива, но чувствителен к нагрузкам и требует аккуратного обслуживания. Важно отметить, что вариаторы первых поколений не отличаются большой надежностью, поэтому обслуживать их желательно только в профильных сервисах.
• Роботизированная коробка передач может быть компромиссным решением, сочетающим комфорт и контроль.

Признаки поломки коробки передач

О признаках поломки разных видов коробок передач рассказал Александр Коротков.

Что говорит о возможных проблемах с МКПП:

• трудности с переключением передач — передачи не втыкаются или для этого нужны дополнительные усилия;
• посторонние звуки: хруст, скрежет при переключении, гул и вой при движении;
• проблемы с включением задней передачи;
• подтекание масла на корпусе КПП или появление на земле, где стояла машина.

Признаки, указывающие на необходимость ремонта АКПП:

• рывки, задержки при переключении передач;
• пробуксовка — двигатель набирает обороты, а машина не ускоряется;
• посторонние шумы или вибрации;
• предупреждающие индикаторы на панели приборов (Check Engine или специальный значок коробки).

Как продлить жизнь коробке переключения передач

Директор автосервиса ООО «Техцентр Кореана» Александр Большаков рассказал, что делать, чтобы коробка смогла проработать как можно дольше.

МКПП

«Механическая коробка передач — наиболее долговечный тип трансмиссии при условии своевременной замены трансмиссионного масла и замены сцепления в случае необходимости», — пояснил эксперт.

Чтобы продлить жизнь такой коробке, нужно следить за уровнем масла и менять его своевременно. Важно правильно использовать сцепление — не нажимать на педаль без необходимости и не пытаться вставить или выключить передачу без выжатого сцепления.

Специалисты советуют в зимнее время дожидаться прогрева узла перед началом движения, это защитит коробку от повышенных нагрузок. Также нужно выбирать оптимальные передачи: в городе чаще включать низкие, а на трассе — высокие.

АКПП

Прежде всего стоит помнить, что все автоматические коробки чувствительны к качеству трансмиссионного масла. Поэтому нужно следить за его уровнем и цветом и даже иногда менять жидкость чаще установленных производителем сроков. В некоторых моделях установлены масляные фильтры, которые также следует менять согласно регламентам производителей. 

Во многих автомобилях АКПП часто перегревается, так как конструктивно не предусмотрена хорошая система охлаждения. Поэтому специалисты рекомендуют задуматься об установке дополнительного радиатора. Это обязательно продлит срок службы узла.

Чтобы коробка проработала долго, нужно использовать ее аккуратно и исключить ударные нагрузки. Для этого желательно избегать резких стартов и торможений, пробуксовки и буксирования прицепов или других автомобилей.

Советы экспертов

«Сегодня золотой серединой является гидротрансформаторная АКПП, так как она сочетает в себе надежность и комфорт. Если вы хотите сэкономить на автомобиле вашей мечты, есть вариант выбрать комплектацию с МКПП. Чаще всего они дешевле и на вторичном рынке, и в дальнейшем обслуживании», — считает Александр Коротков.

Александр Большаков уверен, что выбор вида целиком зависит от человека и личных предпочтений:

«Это очень сложный вопрос, поскольку у каждого типа трансмиссии есть свои адепты, и споры до сих пор не привели их к общему знаменателю. Любая коробка имеет свои плюсы и минусы, поэтому каждый водитель выбирает ее под себя, под свой комфорт, свои нужды».

Главное о коробках переключения передач

Собрали вместе основные факты, которые стоит запомнить про автомобильные коробки передач:

1. Коробка передач — один из основных узлов, без которого не может обойтись автомобиль с ДВС.
2. По принципу работы коробки бывают механическими, ими управляет человек, и автоматическими, где процессом руководит электроника или гидравлика.
3. Каждый вид коробок передач решает свои задачи, у всех есть свои плюсы и минусы.
4. Самыми надежными остаются классические МКПП и гидротрансформатор, но коробки постоянно модифицируют и увеличивают их надежность.
5. Аккуратная эксплуатация и своевременная замена масла позволит значительно увеличить срок службы механизма.
6. Выбор типа КПП — личное дело каждого автомобилиста. Он зависит от задач, которые должен выполнять автомобиль, пожеланий и финансовых возможностей водителя.