Коробка передач (КПП): классификация и устройство

Коробка переключения передач (КПП) — это силовой агрегат в составе трансмиссии транспортного средства, предназначенный для ступенчатого или бесступенчатого изменения передаточного отношения.  

Главная техническая задача КПП заключается в согласовании узкого рабочего диапазона оборотов двигателя внутреннего сгорания с широким спектром скоростей движения автомобиля.

Функционально коробка передач решает следующие инженерные задачи:

• Изменение тягового усилия на ведущих колесах в зависимости от сопротивления движению.
• Обеспечение возможности движения транспортного средства задним ходом (реверсирование).
• Длительное разобщение коленчатого вала двигателя и карданной передачи (или главной передачи) во время стоянки либо движения по инерции в режиме нейтральной передачи.

В зависимости от принципа действия, способа изменения крутящего момента и внутренней архитектуры, современные коробки передач делятся на четыре основные категории.

Механические коробки передач (МКПП)

Классические механические коробки передач (МКПП) представляют собой многоступенчатый цилиндрический редуктор, в котором изменение передаточного отношения осуществляется за счет ручного переключения зубчатых пар. Выбор необходимой ступени производится водителем с обязательным использованием педали сцепления для разрыва потока мощности. Данный тип агрегатов отличается максимальным коэффициентом полезного действия (КПД), высокой надежностью, конструктивной простотой и способностью передавать высокий крутящий момент без потерь на гидравлическое сопротивление.  

Автоматические коробки передач (АКПП)

Гидромеханические автоматические коробки передач (АКПП) обеспечивают самостоятельный выбор оптимальной ступени трансмиссии без прямого участия водителя. Архитектура классического автомата базируется на гидротрансформаторе (заменяющем фрикционное сцепление) и системе планетарных рядов шестерен. Переключение передач происходит за счет блокировки определенных элементов планетарного ряда с помощью гидравлических фрикционных муфт и тормозных лент, управляемых электронным гидроблоком в зависимости от скорости и нагрузки.  

Роботизированные коробки передач (DSG)

Преселективные роботизированные коробки передач (DSG) структурно представляют собой симбиоз механической передачи и автоматизированного управления. Их ключевой конструктивной особенностью является наличие двух независимых первичных валов и двойного сцепления, обслуживающих четные и нечетные передачи раздельно. Такая схема позволяет блоку мехатроники заранее (преселективно) включать следующую передачу, обеспечивая мгновенное переключение без разрыва кинематической связи и потери динамики разгона.  

Вариаторы (CVT)

Бесступенчатые вариаторы (CVT) кардинально отличаются от ступенчатых агрегатов способностью плавно изменять передаточное число во всем рабочем диапазоне. В основе конструкции клиноременного вариатора лежат два шкива с изменяемым рабочим диаметром и натянутый между ними приводной ремень (или пластинчатая цепь). Электронный блок управления синхронно сдвигает и раздвигает конусы шкивов, что позволяет двигателю постоянно функционировать в режиме максимальной топливной эффективности или пиковой отдачи мощности без фиксированных переключений.