Секвентальная коробка передач

И как с этим жить?

Как мы знаем, любая коробка передач может вызывать множество споров, иметь союзников и противников. Не обошло это стороной и секвентальную трансмиссию. Но давайте по порядку: если вы решились на автомобиль с подобной трансмиссией — вас обрадует отсутствие педали сцепления и скорость работы «коробки», помимо этого, как и любая «механика» секвентальная трансмиссия будет экономить вам топливо в сравнении с АКП. Второй несомненный плюс заключается в возможности ездить в нескольких режимах, про которые мы рассказали выше. Дополняет наш ряд плюсов переключение передач непосредственно на руле, при наличии лепестков.

Однако как мы все понимаем, не бывает идеальных механизмов, поэтому даже у такой, с виду идеальной коробки, бывают проблемы. Поскольку сцепление, как таковое, отсутствует — страдает гидравлический механизм переключения, ведь он изнашивается больше обычного из-за повышенных нагрузок. Посмотрите на соревнования в автоспорте, к примеру по дрифту, где практически после пары-тройки заездов механики уже готовы ремонтировать коробку передач. Серийные автомобили, конечно, позволяют вам наслаждаться ездой чуть дольше, ведь если вы не играете в спортивного водителя на дороге, ваша коробка передач будет жить долго и счастливо, но если вы решите поиграть в гонщика – готовьтесь к тому, что ремонтировать такие коробки передач очень и очень накладно, а заменить на новую ещё дороже.

Особенности гоночной механики

Денис Комаров, технический директор гоночной команды, готовит кулачковую коробку передач к фотосъемке. Он бережно протирает ветошью одну из шестеренок агрегата — огромное прямозубое колесо. Если бы такая шестерня лежала в мастерской сама по себе, можно было бы подумать, что она из коробки большого старого грузовика. Между тем она принадлежит компактному хетчбэку Citroёn С2.

Принцип действия топливного элемента Наличие оси с пазами — главное отличие секвентальной коробки от обычной, с поисковым механизмом переключения.

Большой диаметр колеса объясняется двумя факторами. Во‑первых, коробка раллийной машины передает от двигателя на колеса солидный крутящий момент. А во-вторых, колесо прямозубое. Достоинство привычных косозубых шестерен, которые применяются в коробках «гражданских» автомобилей, заключается в том, что за счет более длинного зуба и, соответственно, большей поверхности распределения нагрузок они могут передавать тот же крутящий момент при меньших размерах. Кроме того, они работают заметно тише. Но прямозубые колеса применяются в гоночных машинах не случайно: они не создают осевых нагрузок на валах и повышают КПД коробки.

Удивительно, но гоночная коробка передач не сложнее, а даже проще обычной гражданской. Здесь нет никаких синхронизаторов, а вместо большого количества мелких зубцов, которые входят в зацепление при включении передачи на обычной коробке, применяются крупные кулачки — торцевые выступы на шестерне и муфте (обычно их 5−7 штук на колесо). Чтобы передачи включались как можно скорее, кулачки входят в зацепление с большим зазором по ширине. Поэтому при включении передач на раллийной машине можно слышать характерное металлическое клацанье — это кулачки шестерни и муфты столкнулись друг с другом.

Автомобили

Руками и ногами: как работали автомобильные навороты прошлого

Кулачковая коробка По сути, кулачковая коробка устроена так же, как обычная серийная, — только вместо косозубых шестерен прямозубые, вместо зубчатых муфт кулачковые и никаких синхронизаторов.

Кулачковая коробка требует от пилота большой ловкости — особенно при переключении вниз: для синхронизации оборотов двигателя и трансмиссии необходимо филигранно работать педалью акселератора и прекрасно чувствовать автомобиль. При бережной езде пилот при переходе вниз пользуется сцеплением, в ходе гонки — особенно на машинах с секвентальной кулачковой коробкой — педаль сцепления ему практически не нужна. В том числе поэтому раллисты иначе, чем гражданские водители, выжимают педали. Правая нога у них обычно лежит на педали газа, а левая заведует сцеплением и тормозами

Четко работать акселератором очень важно, ведь без правильно выполненной перегазовки переход на понижающую передачу либо вообще не произойдет, либо будет сопровождаться жестким ударом. Именно поэтому пилоты раллийных машин ехидно улыбаются, когда я интересуюсь, насколько популярна кулачковая коробка среди любителей тюнинга

Конечно, находятся фанаты уличных гонок, которые заменяют серийные коробки кулачковыми. Такая замена улучшает динамику разгона, но требует от водителя постоянной концентрации внимания при переключении вниз, а также наполняет салон шумом от работы прямозубых шестерен. Кулачковая коробка воет примерно так же громко, как гражданская косозубая, когда в ее картере нет масла. Добавим сюда высокую стоимость кулачковых коробок (до €20 000 за агрегат) и невысокий срок службы — и придем к выводу, что установка кулачковой коробки на обычный автомобиль совершенно не оправданна. Конечно, срок службы автомобиля зависит и от субъективных факторов. В жестких гоночных условиях синхронизаторы долго не живут. Так что если за рулем гражданского автомобиля окажется маньяк, кулачковая коробка, вполне возможно, будет служить ему дольше привычной. Тем не менее со временем гоночный агрегат начнет издавать характерный стук, говорящий о том, что скруглившиеся кулачки не обеспечивают надежного зацепления. Такая коробка нуждается в замене износившихся пар. Денис рассказывает, что кулачковую коробку для проверки разбирают после каждой гонки, а некоторые пары в коробке приходится менять через каждые 2−3 этапа гонок. И это нормально!

Гоночное зацепление

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.

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.

Статья в тему: Простые способы выгнать застоявшийся воздух из системы охлаждения на Калине

Особенности конструкции

Секвентальная трансмиссия по своей сути является средним звеном между механическими и автоматическими коробками. Это действительно так, ведь, по сути, с одной стороны, водитель не думает о том, какая передача сейчас включена. С другой, момент переключения все же выбирается вручную, поэтому назвать такой механизм полностью автоматическим все же нельзя.

Валы имеют на себе набор шестерен разного размера, и эти шестерни можно соединять друг с другом в различных комбинациях, меняя передаточное число. Пружинный механизм коробки при переключении передачи срабатывает, и валы перескакивают на следующее положение и наоборот. Таким образом и функционирует секвентальный механизм, который, по сути, не включает в себя никакой автоматики и электроники.

Исторические сведения о секвентальной коробке

Секвентальная коробка часто применяется конструкторами компании BMW в своих автомобилях. Первое внедрение произошло в 1996 году. Тогда модель Е36 М3 обзавелась подобной системой.

Внимание! Модификация секвентальной коробки называлась SMG 1. За пять лет водители сумели оценить все преимущества секвентальной коробки

В результате в 2001 году линейка пополняется системой SMG 2. Ею оснащаются автомобили Е46 М3

За пять лет водители сумели оценить все преимущества секвентальной коробки. В результате в 2001 году линейка пополняется системой SMG 2. Ею оснащаются автомобили Е46 М3.

Концепт Е46 М3 стал настоящим хитом. Мало того, отзывы автомобилистов были о нём более чем позитивными. Наконец, в 2005 году появляется SMG 3. В ней временные затраты, необходимые на переключение, стали ещё меньше.

Не отпугнуло?

Если перечисление всех плюсов и минусов не отпугнуло в желании завладеть таким типом трансмиссии – могу сказать только одно. Это наиболее перспективный вид «механики», который актуален для мощных автомобилей, а если такой коробкой ещё и заниматься, дорабатывать ее и совершенствовать – мы сможем вернуться в тот идеальный мир, в котором автомобилям на механической трансмиссии есть место в повседневном использовании, и в большинстве моделей у производителей.

08.05.2020

19.11.2019

19.10.2020

05.04.2019

01.04.2019

21.05.2020

29.05.2019

18.09.2020

21.02.2019

16.03.2020

18.04.2018

01.10.2020

20.03.2019

20.08.2018

24.05.2019

13.06.2019

18.01.2018

11.07.2019

Автомобили

Никита Нагорный: «Мне нравится вести машину боком»

Как это работает

Все мы знаем, что такое автоматическая или адаптивная и механическая коробка. В первом случае система все делает сама, опираясь на текущие нагрузки и скорость движения машины. То есть адаптируется под машину. В случае с механикой нужно самостоятельно переключать передачи.

В случае с секвентальной КПП важно заметить, что она отличается способностью переключать скорости последовательно. Грубо говоря, если на механике можно «перепрыгнуть» с 5 на 3 скорость, то секвенталка этого сделать не позволит

Есть последовательность переключений, нарушать которую СКПП не может.

Изначально СКПП создавались для гоночных авто, болидов Формулы 1 и машин, которые принимают участие в профессиональных гонках. Но идея понравилась автопроизводителям, из-за чего многие внедряют такие коробки в гражданские машины. И это радует.

Ошибка многих в том, что они считают СКПП аналогом АКПП. На деле источником вдохновения для создания секвенталки служила механика. Строили ее на базе МКПП.

Рассмотрим принцип работы этого устройства и ключевые особенности СКПП. Так вы поймете, что это и как работает вся система секвенталки.

1. У СКПП нет педали сцепления. Это приятно радует тех, кто не имеет большого опыта вождения. Управление упрощается, не нужно постоянно выжимать сцепление. За него отвечает электроника, получающая сигналы от сенсоров при считывании нажатий на педаль газа и включении передачи. Коробка, получив от блока управления команду, датчиками передает сигнал о скорости, на которой движется сейчас машина. Прогрессивный блок — это последний этап, где происходит корректировка параметров движения. Он изучает буквально все, от оборотов мотора до включенного или выключенного кондиционера.
2. В конструкции секвенталки используют шестерни прямозубного типа. Их КПД выше по сравнению с косозубыми конструкциями, стоящими на механике. Последние обладают внушительными потерями при трении. Хотя прямозубки передают меньший крутящий момент. Чтобы компенсировать это, шестерни ставят большого размера.
3. Сервопривод гидравлического типа. Последняя отличительная черта. Такое устройство осуществляет переключение между скоростями. Сейчас многие уверены, что гидросервопривод — это достояние роботизированных коробок. Распространенная ошибка, ведь там используют электрические девайсы.

Работает секвенталка предельно просто. Вы можете использовать непосредственно рычаг КПП или подрулевые лепестки. Это заимствованная из гоночных болидов технология, которая очень хорошо прижилась в народе. Особенно в компании БМВ и Тойота.

Если взглянуть на коробку, на ней вы увидите рычаг, который перемещается вверх и вниз. Плюс есть дополнительные режимы, в зависимости от автопроизводителя.

Нажатие вверх (там где стоит +) поднимает на одну передачу вверх, а движение в сторону с «минусом» позволяет опустить коробку на 1 передачу.

Вот что значит комфортно и удобно. Не удивительно, что многие стремятся поставить СКПП себе на машину. Некоторые умельцы умудряются впихнуть коробку на ВАЗ 2108 и 2107. Есть и заводские модели, идущие в паре с секвентальной.

Фаркопы и выхлопные системы Bosal: европейское превосходство

Но скажу честно. Это актуально для спортивных машин, от которых ждешь скорости и минимальных потерь при разгоне. Для автомобиля, под капотом которого менее 150-200 лошадиных сил, и которые служат для семейных поездок, в СКПП нет никакой потребности.

Что такое КПП секвентального типа

Классическая механическая коробка, несмотря на некоторые недостатки, по-прежнему занимает доминирующие позиции в сегменте автомобильных трансмиссий. Этому есть объективное объяснение – овладеть навыками переключения достаточно просто, нужна лишь небольшая практика. Но главное – такая КПП предоставляет водителю свободу действий: двигаясь с нужной скоростью, он может переключаться на любую передачу без ограничений. Например, разогнавшись, переключиться с третьей сразу на пятую, тронуться с места со второй и даже третьей, если есть достаточный уклон, резко затормозить и включить вторую передачу после четвёртой.

Разумеется, полной свободой это назвать нельзя – выбранная передача должна соответствовать нагрузке на авто и скорости движения.

Секвентальная КПП этого не позволяет. Её основное отличие от механики – необходимость последовательного включения всех передач, независимо от направления.

Вы спросите, а какой смысл в такой трансмиссии? Ответ будет очень простым: в упрощении управления автомобилем. В этом нет никаких противоречий – машины с секвентальной коробкой не имеют сцепления, поэтому водителю вообще не нужно задумываться о том, какая передача в настоящее время задействована, и какую нужно включать при наборе скорости или, наоборот, при торможении. В результате процесс переключения передач заметно ускоряется, что можно назвать основным достоинством СКПП.

Строго говоря, коробки передач данного типа – неотъемлемая часть мототехники, особенно старых поколений, где переключение осуществляется ножной педалью. Но и сегодня, к примеру, мотоциклы BMW оснащаются именно этим типом трансмиссии, которая со временем тоже эволюционирует, становясь более совершенной, безотказной и удобной. Так, в настоящее время выпускаются семиступенчатые секвентальные коробки передач модели SMG. Первое поколение таких КПП устанавливалось на автомобили BMW Е36 М3 с 1996 года, с 2001 года SMG 2 стала основной трансмиссией Е46 М3, а третье поколение вошло в комплектацию Е60 М5.

Если при использовании МКПП у опытного и умелого водителя на переключение передач тратится порядка 0.6 секунды (среднестатистический показатель заметно выше), то использование современных секвентальных коробок позволяет уменьшить этот временной промежуток примерно втрое, до 0.2 секунд.

Безусловно, для рядового автомобилиста это некритично, а вот для спортсменов такой выигрыш во времени очень даже существенен, учитывая, что во время гонки переключаться приходится очень часто.

Следует считать заблуждением мнение о том, что СКПП устроена сложнее механики. Коробка-автомат – да, это действительно очень сложное устройство, а вот конструкция трансмиссии типа SMG проще, чем у МКПП. Хотя бы потому, что здесь отсутствуют синхронизатора, но об устройстве секвентальных коробок мы поговорим чуть позже.

Таким образом, правильный ответ на вопрос, что значит секвентальная КПП, заключается в следующем: это тип трансмиссии, в котором передачи переключаются исключительно последовательно (1-2-3-4 и т.д.), как вверх, так и вниз, но зато намного быстрее, при этом педаль сцепления отсутствует, а её роль выполняет электроника. По крайней мере, в легковых автомобилях.

Поговорим об особенностях коробки передач

В переводе с английского секвентальный означает «последовательный». В такой коробке можно переключать передачи только от высшей к низшей или от низшей к высшей. Данный принцип предусмотрен в мотоциклах с ножным управлением. При переключении передач ногой совершать сложные манипуляции проблематично. Вот почему в этом случае используется простой алгоритм: если рычаг перемещается вверх, передача повышается, если вниз – понижается. Такой вариант очень удобен.

Секвентальная КПП отличается от стандартной тем, что она бывает только двухвальной. При этом синхронизаторы отсутствуют, а шестеренки всегда только прямозубые. Нужны они для того, чтобы продвигать муфты, которые непосредственно включают передачи. Отличия заключаются не только в плане конструкции, но и эксплуатации. Для того, чтобы включить передачу в КПП, нужно выключить сцепление. В секвентальной при подъеме в гору или движении по прямой есть возможность переключения передач, не выключая сцепление.

Конструкция кулачковой КПП

Секвентальный механизм переключения

Пятиступенчатый кулачковый ряд

Внутренний механизм кулачковой КПП

Шестерня 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.

Преимущества и недостатки секвентальной коробки

Начнем с плюсов секвентальной трансмиссии. Прежде всего, это возможность как ручного, так и полностью автоматического переключения передач, что значительно упрощает езду на гражданских версиях автомобилей с коробкой SMG.

Также селективная КПП отличается высокой скоростью переключения передач. Под управлением электроники переключение происходит быстрее, чем у водителя-профессионала, а в автоматическом режиме скорости переключаются быстрее, чем в АКПП.

В результате крутящий момент от ДВС практически постоянно передается на колеса, в момент переключения нет заметного разрыва мощности, повышается топливная экономичность.

Также управление SMG коробкой реализовано удобнее, чем вариатором, АКПП или даже преселективной DSG на многих моделях авто. Речь идет о подрулевых «лепестках», при помощи которых можно быстро переключать передачи в ручном режиме, причем водитель не убирает руку с руля.

Рекомендуем также почитать статью о том, какой ресурс имеют преселективные коробки ДСГ, а также какие неисправности DSG часто возникают в процессе эксплуатации. Из этой статьи вы узнаете о распространенных неполадках, признаках и причинах их возникновения.

Например, в случае с АКПП Типтроник для переключения передач вверх и вниз водитель должен толкать селектор, на коробке DSG потребуется нажимать специальную кнопку на селекторе и т.д. Именно по этой причине секвентальные коробки, как правило, устанавливаются на гоночные машины и  спортивные «заряженные» версии гражданских авто.

Если же говорить о минусах, хотя коробка SMG рассчитана на высокие нагрузки и передачу внушительного крутящего момента, данный тип КПП не отличается надежностью. Прежде всего, гидравлический механизм подвержен ускоренному износу, с этим механизмом часто возникают проблемы.

Что касается спортивных автомобилей, участвующих в гонках, по понятным причинам надежность отодвинута на второй план, так как важнее всего добиться скорости переключений. Простыми словами, после одного или двух заездов КПП попросту меняют или ремонтируют.

На гражданских авто и серийных спорткарах ресурс секвентальной коробки несколько увеличен, так как нагрузки обычно меньше по сравнению с гоночными болидами. Однако ошибки во время эксплуатации, несвоевременный переход на повышенную или пониженную передачу в ручном режиме также сокращает срок службы трансмиссии.

В результате из строя быстро выходит гидропривод сцепления и другие элементы

При этом важно понимать, что ремонт секвентальной коробки передач обойдется владельцу достаточно дорого

Коробка типтроник: плюсы и минусы

  К преимуществам коробки можно отнести:

• 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.

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.