Принцип работы секвентальная коробка передач: Как это работает: секвентальная коробка передач

Как это работает: секвентальная коробка передач

Эволюция механической коробки передач привела к изобретению целого ряда типов трансмиссий, которые в той или иной мере упрощали водителю управление автомобилем. Важным шагом в этом плане стало изобретение автоматической коробки передач, которая впоследствии трансформировалась и совершенствовалась, позволяя водителю вообще не задумываться о том, когда и как нужно переключиться на нужную передачу. Но и механическая трансмиссия не осталась без внимания инженеров – ее тоже постоянно модернизировали и модифицировали, изобретая все новые и новые механизмы переключения передач. Одним из результатов таких изысканий стала секвентальная коробка передач – трансмиссия, отличающаяся тем, что ее передачи можно включать только в строгой последовательности: вверх для повышения передачи, вниз – для понижения.

Секвентальная коробка передач

Принцип работы секвентальной трансмиссии

Этот тип КПП построен на базе обычной механической трансмиссии.

Ее основное отличие заключается в том, что вместо косозубых здесь стоят прямозубые шестерни, отсутствует педаль сцепления (эту роль выполняет электронный блок управления), а передачи в этой коробке переключаются при помощи гидравлического механизма. Это в значительной мере (до 150 миллисекунд) сокращает скорость переключения, что наиболее важно для спортивных автомобилей, на которых, кстати, секвентальная КПП устанавливается наиболее часто. Так, именно коробка передач с секвентальным механизмом монтируется на гоночные болиды, участвующие в Формуле 1 и прочих соревнованиях подобного толка. Конструкторы поняли, что коробка передач с таким механизмом будет наиболее удобной для гонщика, ведь при езде на высокой скорости, когда автомобиль подвержен вибрации, достаточно сложно попасть в нужную передачу. А секвентальная коробка передач справляется с этой задачей на пять с плюсом.

Впрочем, уже не один десяток лет секвентальный механизм переключения передач используют и на «гражданских» машинах. В обиходе его называют «ручным» режимом и характерен он для автоматических трансмиссий.

Плюсы и минусы секвентальной коробки передач

Как и у всякого механизма, который работает под нагрузкой, у секвентальной трансмиссии есть свои особенности. К положительным сторонам этого агрегата относится отсутствие педали сцепления, что важно для водителей-новичков (если мы говорим об использовании этого типа трансмиссии на серийных автомобилях). Вторым положительным фактором селективной КПП считается скорость переключения передач, которая выше чем у классических автоматической и механической трансмиссий. Третьим плюсом этой коробки передач является экономичность – благодаря сокращенному времени переключения передач. Четвертый аспект – выбор из двух режимов переключения передач (автоматический либо механический). Для такой коробки характерно наличие подрулевых «лепестков», посредством которых водитель переключает передачи, не отрывая рук от рулевого колеса.

Есть у этой коробки и свои минусы, и кроются они в конструкции самого агрегата. Дело в том, что гидравлический механизм секвентальной КПП неустойчив к износу и при езде под большой нагрузкой склонен к частому выходу из строя. На спортивных автомобилях, где нагрузки весьма высоки, такую коробку зачастую перебирают после каждой второй гонки. Для секвентальных коробок, использующихся на серийных автомобилях (BMW M3, M5, Mercedes-Benz C-Class) характерен более высокий ресурс мощности вследствие того, что они не испытывают перегрузок, подобно гоночным автомобилям. И все же, если эксплуатировать секвентальную коробку неправильно (в ручном режиме важно чувствовать момент и вовремя переключать передачи), то и на серийном автомобиле она долго не прослужит – может выйти из строя гидравлический привод сцепления и прочие узлы и агрегаты этой трансмиссии. А ремонт секвентальной КПП – удовольствие не из дешевых.

принцип работы, её плюсы и минусы

Коробка переключения передач автомобиля является одним из самых прогрессирующих узлов транспортного средства.

За время производства автомобилей были разработаны принципиально новые системы переключения передач с отличающимися механизмами. Одним из таких устройств является секвентальная КПП.

Секвентальная коробка передач: что это такое

Понятие «секвентальная» произошло от английского слова sequence, что означает «последовательность». Передачи в такой коробке переключаются последовательно, от низшей к высшей, и наоборот. Такой принцип переключения применяется в мотоциклах, где управление происходит ногой. Действительно, управляя переключением передач ногой, трудно совершать сложные манипуляции. Поэтому выбрали простой алгоритм: перемещение рычага вверх соответствует повышению передачи, вниз – переходу на низшую передачу.

Есть еще некоторые транспортные средства, где традиционно применяется секвентальная КПП, военная техника (самоходные артиллерийские машины, танки). В них есть своя специфика. Во-первых, ими управляют неквалифицированные водители. Во-вторых, осуществляется быстрый переход на повышенную передачу с минимальными «провалами» по мощности во время переключения. Второе качество (практическое отсутствие провалов по мощности и скорости) обуславливает применение секвентальной передачи в скоростных спортивных болидах.

Видео — что значит секвентальная коробка передач на гоночном автомобиле Пежо 208:

Принцип работы секвентальной коробки передач

Конструкция секвентальной КПП по внешнему виду мало отличается от традиционной механической коробки передач.

Если рассмотреть поближе шестеренчатый механизм, можно сразу заметить, что зубья расположены строго перпендикулярны боковой поверхности шестерни.

Это необходимо, чтобы обеспечить их прямолинейное перемещение во время переключения.

С одной стороны, прямозубые шестерни имеют меньшее трение, чем косогубые за счет полного соответствия поверхностей. С другой стороны, косогубые шестерни в механической коробке предназначены для увеличения крутящего момента, который выдерживает шестеренчатая передача. Поэтому во многие секвентальные коробки устанавливают шестерни увеличенных размеров по ширине. Тем самым усиливается конструкция зубьев и их прочность.

Конструкция секвентальной коробки переключения передач позволяет довольно просто организовать автоматическое переключение режимов. Различают следующие секвентальные КПП:

• с обычной механической системой переключения передач;
• со спортивной системой переключения;
• с автоматизированной системой переключения.

Для увеличения скорости переключения применяются гидравлика. С помощью гидравлических сервоприводов время на переключение минимальное. Во время активации перехода на другую передачу наполняется гидроаккумулятор, что способствует созданию давления в гидравлической системе. Время переключения передачи составляет десятую долю секунды. Этот решающий факт определяет применение секвентальной КПП в спортивных автомобилях. Часто органы управления КПП выносят в область рулевой колонки, что еще больше упрощает управление режимами.

Чем она отличается от роботизированной

Многие автолюбители ошибочно считают, что секвентальная КПП является близкой родственницей роботизированной. Их принципиальное отличие состоит в применении в секвентальной коробке гидравлической системы при переключении передач. Роботизированная коробка использует для этого электропривод. Также в роботизированных коробках применен другой режим переключения шестеренчатых передач.

Видео — переключение передач на секвентальной КПП гоночного автомобиля:

Их преимущества и недостатки

Основные преимущества таких коробок:

• минимальное время на переключение скорости;
• минимальные потери по мощности прямозубых шестерен;
• экономия топлива;
• возможность перехода с ручного на автоматический режим;
• возможность управления переключением с рулевой колонки;
• применение системы без использования педали сцепления.

Недостатки секвентальной КПП:

• последовательное переключение передач иногда стесняет водителя в плане применения экстремальных стилей вождения, необходимых включений передачи, например, во время запуска двигателя «с толкача»;
• относительно высокий вес КПП при аналогичной мощности;
• уменьшенный срок эксплуатации, связанный с технической сложностью механизмов;
• большая стоимость обслуживания и ремонта.

В каких легковых автомобилях можно встретить секвентальную КПП

Из наиболее распространенных легковых машин можно привести пример BMW 1996 года выпуска с коробкой SMG. Системы SMG1 и SMG2 устанавливались на BMW третьей серии с индексом S. С 2004 года такая трансмиссия устанавливалась на BMW E60 M5. Также секвентальная КПП устанавливались на отдельные модели автомобилей Тойота Королла, Мерседес С-класс, БМВ Х5.

Схема расположения секвентальной коробки передач и ее элементов показана на рисунке:

На рисунке: 1 – блок управления секвентальной КПП, 4 и 5 – индикатор и переключатель режимов, 7 – 6-ти ступенчатая КПП, 12 – блок гидравлический, 10 – гидропривод, 11 – сцепление.

Особенности установки секвентальной КПП на автомобили ВАЗ

Многие автолюбители в качестве апгрейта своего ВАЗа приобретают секвентальные коробки переключения передач с кулачковым механизмом. Их внешний вид приблизительно такой.

Что касается значительного эффекта, то рассчитывать на это не приходится, так как динамика автомобиля при этом, судя по отзывам владельцев, увеличивается незначительно, хотя эти коробки именуются «спортивные». Помимо этого вес таких коробок обычно выше, чем традиционных. Там применены широкие массивные шестерни с перпендикулярным расположением зубьев, чтобы компенсировать их невысокую нагрузочную способность.

Кроме этого, прямозубые зубья увеличивают шумность КПП. Реальный срок службы секвентальной КПП кустарного производства небольшой. Такую коробку передач можно устанавливать, если предполагается участие автомобиля в спортивных соревнованиях, но не для каждодневной езды по городу.

Выводы

Подводя итог, можно отметить, что разработка и внедрение в серийное производство секвентальных коробок переключения передач внесла определенный технический прогресс в развитие автомобилестроения. Широкое распространение такие КПП не получили вследствие наличия многочисленных недостатков.

Читайте про крутящий момент двигателя: что это такое и на что он влияет.

Толщиномеры лакокрасочного покрытия кузова автомобиля бывают различных видов и имеют различные принципы работы.

Об особенностях использования круиз-контроля https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/aksessuary-i-gadzhety-dlya-avto/kruiz-kontrol-na-mexanike.html на механической коробке передач.

Видео — секвентальная коробка переключения передач Samsonas на Mitsubishi Evolution:

Как устроена секвентальная коробка передач?

Как показывает ситуация на автомобильных форумах, многих автолюбителей очень интересует вопрос, что такое секвентальная коробка передач. Сразу ответим, что зачастую это механическая коробка (хотя сегодня все чаще встречаются и автоматические варианты), основной особенностью которой является возможность переключать передачи только со строгой поочередностью вверх или вниз. Благодаря этому водителю не приходится думать о том, какую именно передачу активировать – он просто ее повышает или понижает. Но есть у такого типа КПП и другие особенности, поэтому ниже мы более подробно разберемся, что значит секвентальная коробка передач.

Разбираемся, что такое секвентальная КПП и в чем ее особенности

Итак, главная особенность секвентальной КПП – это отсутствие возможности свободного выбора передач и перепрыгивания сразу через несколько. Необходимость в такой коробке передач возникла в связи с тем, что у водителя не всегда есть время для того, чтобы выбрать нужную передачу и затормозить для ее переключения. К слову, такие усовершенствованные механические КПП используются не только на автомобилях, но и на мототранспорте, где переключение между передачами зачастую осуществляется ногой.

Если же речь идет о секвентальных коробках, установленных на легковые автомобили, то здесь их будет отличать месторасположение центра управления.

Рычаг (а иногда даже более удобные и отзывчивые кнопки) для удобства располагается на руле транспортного средства, при этом он будет обязательно обозначен специальной маркировкой «S», которая указывает на наличие на автомобиле секвентальной коробки передач.

Важно! На некоторых автомобилях с секвентальной КПП переключение между передачами может осуществляться не только вручную, но и автоматически.

Такая коробка передач имеет три основных режима работы, которые можно активировать параллельно с основными передачами:

• Стандартный механический.

• Механический спортивный.

• Автоматический, когда водителю вообще не требуется переключать передачи.

Последняя особенность секвентальной КПП заключается в том, что при ее установке на автомобиль полностью отпадает необходимость в установке педали сцепления. Это не только облегчает вождение, но и позволяет эксплуатировать двигатель в стандартных условиях, не зависящих от стиля вождения и опыта водителя.

Где применяются секвентальные АКПП

Секвентальные автоматические коробки передач сегодня можно встретить преимущественно на гоночных автомобилях, так как они являются достаточно дорогим удовольствием, да и по своему предназначению полностью приспособлены под такие типы авто.

Благодаря такой КПП водитель получает возможность увеличивать скорость и переключаться с передачи на передачу без малейшего замедления, что особенно важно для соревнований. Если же в дополнение такая коробка будет работать на основе гидравлики – это еще больше повысит отзывчивость автомобиля.

Что же касается обычных легковых авто, то устанавливаемые на них секвентальные КПП в народе именуются как «ручной» режим работы автоматической коробки передач. Тем не менее, даже в таком варианте управление автомобилем считается облегченным и не требует от водителя точного попадания в конкретную передачу. Среди серийных автомобилей, на которых были установлены такие коробки, стоит назвать:

• BMW M3.

• BMW M5.

• Mercedes Benz C-Class.

Но на самом деле секвентальная КПП является более распространенной, нежели это может показаться на первый взгляд. Как уже говорилось выше, такие коробки устанавливаются на мотоциклы, где обычно есть только две передачи. Что же касается нейтрального положения КПП, то на мотоциклах оно обычно фиксируется между первой и второй передачами. Еще больше распространения секвентальная коробка получила при конструировании и создании сельскохозяйственных тракторов, на которых кнопка или рычаг переключения передач могут располагаться как под ногами водителя, так и на рулевом колесе. Встречаются секвентальные коробки передач и на большегрузных автомобилях.

Устройство и принцип работы секвентальной коробки передач

Основа такой коробки передач – привычная механическая трансмиссия, которая была усовершенствована и оснащена прямозубыми шестернями вместо косозубых. Существенным конструктивным отличием секвентальной КПП является и отсутствие педали сцепления, что компенсируется благодаря установке электронного блока управления (он же в автоматическом режиме работы КПП и отвечает за переключение передач).

Переключение передач благодаря гидравлическому механизму получается максимально быстрым и не требует точности, как на обычных КПП. Все, что требуется от водителя во время управления автомобилем с такой коробкой, это оценка сложности дороги и нагрузки, которая передается на автомобильный двигатель. Чтобы облегчить ему работу, стоит постепенно повышать передачи. Если же требуется маневрирование на низкой скорости, передачи понижаются с учетом поведения автомобиля и отзыва двигателя.

Секвентальные или кулачковые КПП?

Стоит также упомянуть о существовании кулачковых коробок передач, которые в своих конструкционных особенностях имеют много общего с секвентальными. В частности, их объединяет наличие прямозубых и длинных шестерен с торцевыми выступами (за которые и цепляются кулачки), благодаря которым такие коробки передач позволяют максимально быстро переключаться с одной передачи на другую, не снижая скорости движения.

Однако определить, какая КПП лучше, практически невозможно. По этой причине конструкторы попросту объединили их в один механизм, который уже сегодня используется на гоночных болидах, которые принимают участие в «Формуле 1». Так что кулачковую коробку передач правильнее называть неплохой альтернативой секвентальной КПП.

Преимущества использования такой коробки на авто и других видах транспорта

Мы уже разобрались с тем, что такое секвентальная КПП. Однако давайте же подведем итог касательно всех достоинств использования такой коробки передач на разных видах транспорта:

1. Нет педали сцепления. Данная особенность больше всего актуальна для тех, кто только осваивает вождение и может путать педали. Помимо этого, отсутствие сцепления облегчает управление автомобилем в сложных условиях гонок, когда водителю важно концентрироваться не на силе натиска на педаль, а на трассе.

2. Передачи переключаются максимально быстро. В этом с секвентальными КПП не сможет сравниться ни один другой тип коробок передач. К этому достоинству также стоит отнести то, что при нажатии рычага передач вверх или вниз водителю не приходится задумываться над тем, в какую передачу перевести рычаг. Он просто повышает их или понижает.

3. Автомобильные конструкторы также отмечают, что отсутствие замедления во время перехода с одной передачи на другую также положительно отражается на экономии топлива.

4. Работа на двух режимах – автоматике и механике. Несмотря на то, что конструкторы и так упростили процесс управления автомобилем с механической секвентальной коробкой передач, перенеся кнопки на руль, в некоторых ситуациях водитель вообще может отказаться от управления трансмиссией и доверить эту задачу исключительно электронному блоку управления.

Недостатки секвентальной КПП

Секвентальная коробка передач не лишена и целого ряда недостатков, и связаны они в основном с конструкцией такой КПП. Первое, о чем необходимо подумать при покупке автомобиля с такой коробкой передач, – это ускоренный износ трансмиссии. Не стоит забывать, что в экстремальных и слишком суровых условиях эксплуатации гидравлический механизм быстро изнашивается и может выйти из строя в очень неподходящий момент. По этой причине гоночные болиды приходится полностью перебирать и менять запчасти буквально после каждой гонки.

Выше также упоминалось, что, благодаря установке секвентальных КПП на серийные автомобили, существенно увеличивается их мощность. Но есть здесь и свой подводный камень: добиться подобного можно только в том случае, если правильно и вовремя переключаться с низших на высшие передачи и обратно. Если же водитель плохо чувствует своей автомобиль и его потребности, это опять же может привести к выходу из строя всех элементов гидравлической трансмиссии. При этом восстановление такой системы обойдется автовладельцу очень дорого.

В связи с этим садиться за руль автомобиль с секвентальной КПП рекомендуется только водителям со стажем, которые отъездили свое и на механической коробке, и на автомате. Отсутствие опыта в вождении автомобиля может негативно отразиться на его состоянии.

Исходя из всего вышесказанного, определить рациональность покупки автомобиля или установки на него секвентальной коробки передач довольно сложно. Хотя в целом она дает целый ряд преимуществ, необходимость в ней есть далеко не у всех водителей. Да и перестроиться с привычной КПП с рычагом справа от водительского сидения не так уж и просто.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Секвентальная коробка передач SMG: устройство и принцип работы

Сегодня существует большое количество различных типов КПП: механическая, автоматическая и роботизированная коробка передач. При этом «автоматы» и «роботы» также могут иметь разное устройство.

Например, автоматические коробки представлены АКПП и вариаторами CVT, РКПП может быть как простым роботом с одним сцеплением, так и преселективной коробкой с двумя сцеплениями типа DSG. В этой статье мы поговорим о том, что такое секвентальная коробка передач.

Содержание статьи

Коробка SMG: секвентальная трансмиссия

Как известно, на начальном этапе в автомобилестроении использовалась исключительно механическая коробка МКПП.

Однако в дальнейшем инженеры разработали другие типы трансмиссий, при этом главной задачей стало максимальное упрощение управления автомобилем.

Настоящим прорывом стало появление автоматической коробки передач АКПП, которая позволила реализовать возможность выбора и переключения передачи автоматически, то есть без участия водителя.

При этом гидромеханический «автомат» не вытеснил традиционную механику по целому ряду причин, МКПП продолжили дорабатывать, конструкция постоянно совершенствовалась. В результате одной из разновидностей МКПП стала секвентальная коробка передач.

В двух словах, такая трансмиссия отличается от аналогов тем, что повышенные и пониженные передачи включаются только в определенной последовательности. Если просто, водитель авто с так называемой секвенталкой переключается строго по порядку «вверх», чтобы включить повышенную, или «вниз» для включения пониженной передачи.

При этом на обычной механике водитель может переключать передачи по принципу «поиска», то есть произвольно. Главное, чтобы передача соответствовала скорости движения и т.д. На практике, например, можно тронуться со второй и сразу переключиться на четвертую. Секвентальная КПП сделать этого не позволит.

Устройство и принцип работы секвентальной коробки передач

Как уже было сказано, секвентальная КПП (иногда называется селективной коробкой передач) в основе имеет простую механическую трансмиссию. Однако есть и отличия от МКПП.

Прежде всего, нет педали сцепления, то есть секвентальная коробка похожа на классический автомат. Также в конструкции применены прямозубые шестерни вместо косозубых. За «выжим» сцепления вместо водителя отвечает отдельный ЭБУ, переключение передачи реализовано посредством специального гидромеханизма.

Такие особенности позволяют добиться высокой скорости переключений, что незаменимо для спорткаров, гоночных болидов и т.д. Кстати, именно на таких машинах зачастую и устанавливается секвентальная коробка, хотя данный тип КПП можно встретить и на гражданских версиях.

• Дело в том, что на высокой скорости машина сильно вибрирует, в результате чего достаточно сложно включить нужную передачу на обычной механике, причем сделать это нужно очень быстро.

Как видно, секвентальная КПП фактически является более привычным сегодня «роботом». Также обычный автомат с ГДТ, который имеет возможность ручного управления (Типтроник), напоминает в этом режиме работу секвентальной КПП.

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.

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.

Подведем итоги

Как видно, секвентальная КПП SMG имеет как свои преимущества, так и недостатки. Прежде всего, покупка автомобиля с такой коробкой для езды в черте города зачастую нецелесообразна. Трансмиссия плохо адаптирована для города и езды в пробках по сравнению с аналогами, сильно изнашивается при езде по снегу с пробуксовками, а также отличается дороговизной ремонта и обслуживания.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое коробка AMT. Из этой статьи вы узнаете об устройстве, принципах работы, особенностях, а также преимуществах и недостатках коробок передач AMT по сравнению с аналогами.

При этом если нужна очень высокая скорость переключения передач и максимальное удобство при переключениях, тогда именно данный тип КПП можно считать оптимальным решением.

Напоследок отметим, что сегодня в продаже можно встретить модели авто, которые имеют надежный гидромеханический автомат, однако также присутствуют и подрулевые лепестки для ручного режима.

Читайте также

Секвентальная коробка передач: устройство, мифы и преимущества

---

История

Как мы знаем, эволюция «коробок» переключения передач в автомобилях привела мир к изобретению автоматической трансмиссии, однако инженерный ум не стоял на месте, и механическую трансмиссию тоже не «убрали в шкаф» – инженеры модернизировали механизм переключения передач, и создали вариант секвентальной коробки. В ней передачи переключались только последовательно вверх или вниз.

Sequence — последовательность

Принцип работы данной КП прост как и в обычной механике, однако отличается она от обыкновенной, привычной нам трансмиссии, прямозубыми шестернями, которые установлены вместо косозубых, а роль педали сцепления выполняет гидравлический механизм. Этот механизм позволяет сокращать время переключения передач, что так важно в автомобильном спорте. Кроме скорости переключения такая коробка позволяет чётко переключать передачи в момент, когда автомобиль подвержен вибрациям и использование привычной коробки передач затруднено. Также одной из особенностей устройства секвентальной коробки передач служит то, что первичный и вторичный вал в такой трансмиссии наборный, то есть 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. Однако не только спортивные болиды могут похвастаться подобной «коробкой» – и на вашем «автомате» можно сдвинуть положение селектора в бок и получить секвентальную коробку передач. Её вы обычно называете «ручным» режимом.

У такой трансмиссии есть 3 возможных варианта работы в автомобиле:

• обычный механический
• механический спортивный
• полностью автоматический

А рычаг селектора может находиться на рулевом колесе, в виде кнопки со специальной маркировкой.

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.

Мифы и легенды

Вроде с технической и финансовой частями попытались разобраться, а теперь давайте пройдёмся по стереотипам, связанным с такими коробками:

• «Секвенталка это робот.» А вот и нет! Пусть принципы работы у таких трансмиссий схожи, однако у роботизированной трансмисии сервоприводы электрические, против гидравлических у секвентальной.
• «Секвенталка и автомат неразлучны.» — снова не угадали. Если бы не широкое распространение спортивных режимов на современных автоматических трансмиссиях, вы бы и не узнали о секвентальной коробке. Поэтому в гражданских версиях возможна смесь вариантов, а спортивных автомобилей с автоматический трансмиссией я не встречал.
• «Только для спорткаров, только для болидов, только вместе с кулачковой КП.» – нет, безусловно если их использовать в паре, ваше преимущество будет космическим, но и на серийных автомобилях такие трансмиссии превосходно существуют не одно десятилетие.

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.

---

что это такое, принцип работы, видео

Автомобильная инженерия за время своего существования шагнула далеко вперед. Инновационные разработки в области трансмиссии – прямое тому доказательство. На автомобилях, существующих сегодня, можно встретить различные по типу КПП. Пример такого механизма – это секвентальная коробка передач.

Что такое секвентальная коробка передач

Широкое распространение новая технология в области трансмиссии получила в 1990-х годах. Такая КПП представляет из себя коробку передач, допускающую переключать скорости только последовательным способом. От известного всем обычного варианта отличается механизмом работы. Последовательное переключение было предусмотрено для тех случаев, когда действие на управленческую систему осуществляется с помощью ноги, как, например, на мотоциклах. Актуальна секвентальная коробка и в случаях со спортивными машинами, когда требуется быстрое переключение скоростей. Применение нашлось и в случае наличия у транспортного средства большого количества передач. При таком раскладе традиционное перемещение вызывает неудобство. Это характерно для грузовых автомобилей и тракторов.

Зачастую такие коробки имеют механический тип работы. Но с течением времени и развитием технологий все чаще встречается автоматическая секвентальная коробка передач. Отличие от обычного варианта заключается в том, что есть возможность для выбора между ручным и автоматическим режимом переключения передачи. Какой бы тип работы не использовался, главная особенность – строгая последовательность в переключении. Только вниз или вверх. Водитель либо повышает скорость, либо понижает. Такой подход в системе работы механизма облегчает процесс езды для водителя и увеличивает быстроту переходу от одной скорости к другой. Именно по этой причине автоматическая адаптивная секвентальная система приобрела популярность среди многих автолюбителей. Простота и удобство – две главные составляющие, взаимодополняющие друг друга.

Как устроена секвентальная коробка передач

Основанием для секвентальной коробки передач служит все та же привычная механическая трансмиссия. Только в данном случае она была усовершенствована: в конструкции используются прямые зубья шестеренок, вместо распространенных косозубых. Также в основу заложен сервопривод, строящийся на гидравлической системе. Именно благодаря этому скорости переключаются быстро. Схематически изобразить коробку такого типа можно следующим образом:

Внимание! Секвентальная коробка передач не дает возможность водителю осуществлять выбор передач независимо, то есть перескакивать с одной передачи на другую сразу через несколько.

У некоторых автолюбителей возникает отдельный вопрос по поводу секвентальной АКПП, а именно, что это такое. Ответ находится на поверхности: это автоматическая коробка передач, оснащенная только последовательным переключением скоростей (то есть секвентальным). Существенным отличием такого вида является отсутствия педали сцепления у автомобиля и способ переключения скорости (только вниз и вверх).

Разбираясь с вопросом устройства данных конструкций, стоит упомянуть и про кулачковую секвентальную коробку передач. В моментах конструирования оба варианта имеют сходные характеристики. Например, в обоих вариантах есть как прямозубые, так и длинные шестеренки. Они влияют на скорость переключения с одной передачи на другую. Определить, какая из этих КПП лучше, очень тяжело. Поэтому специалисты по этой области объединили два данных механизма в один.

Принцип работы секвентальной коробки передач

Как уже упоминалось ранее, для секвентальной коробки передач характерно отсутствие третьей педали – сцепления. Особенно актуальна такая особенность для тех водителей, которые имеют небольшой опыт в обращении с транспортом на дороге. Ведь постоянное отвлечение левой ноги на педаль сцепления для многих является проблемой. Но это далеко не означает, что данный механизм в коробке передач отсутствует. Он есть, только работает иначе. Следовательно, и сама работа секвентальной КПП отличается. Управление сцеплением осуществляется за счет специального электронного блока, который, в свою очередь, получает необходимые сигналы от сенсоров. Они определяют силу давления на педаль газа со стороны водителя и контролируют включение конкретной скорости. Коробка передач же получает сигнал от электронного блока, а та в свою очередь с помощью датчиков передает всю необходимую информацию об используемой скорости в прогрессивный блок. Именно тут протекает последний процесс – корректировка скоростного режима на основе следующих показателей:

• количество оборотов двигателя;
• работа кондиционера;
• сила нажатия на педаль, а также ряд других.

Следующий принцип работы секвентального переключения передач заключается в используемых прямозубых шестеренках. Если сравнивать их с косозубыми, которые применяются в МКПП, они выдают более высокий коэффициент полезного действия. Это связано с тем, что первые из них оставляют большие потери во время трения.

И третья особенность работы устройства секвентальной коробки передач характеризуется наличием гидравлического сервопривода. Благодаря ему, происходит быстрое переключение с одной передачи на другую.

Важно! Гидравлические сервоприводы и роботизированные КПП – это не одно и то же. Различия заключаются в устройстве прибора: в последнем используется электрический сервопривод.

Более подробную и наглядную информацию о том, как работает секвентальная коробка передач, можно получить из следующего видео: 

На каких машинах установлена секвентальная коробка передач

Наибольшее распространение секвентальная коробка передач получила для спортивных машин, участвующих в гонках. Например, такая система работы используется в автомобилях «Формулы-1». Среди моделей транспорта, на которых изначально используется такой вид КПП, выделяются следующие:

• BMW M3;
• BMW M5;
• Mercedes Benz C-Class.

Но секвентальная коробка гораздо распространеннее, чем кажется на первый взгляд. Как упоминалось ранее, встретить устройство такого вида можно на сельскохозяйственном транспорте и на большегрузных автомобилях. При конструировании машин с секвентальной коробкой передач в данном случае получило даже большее распространение.

Каждый водитель хочет обеспечить свой автомобиль всем необходимым для комфортной и безопасной езды. Так что некоторые автолюбители устанавливают КПП с последовательным переключением скоростей на свои машины, специально произведя замену старой трансмиссии на новую. Поэтому встретить устройство можно совершенно у разного транспорта. Очень часто секвентальная КПП устанавливается на ВАЗ. Это обеспечивает водителю более облегченное вождение автомобилем. При этом отдается предпочтение именно кулачковой системе. Таким образом, установить данную трансмиссию можно на любой автомобиль, главное, подобрать нужную модель, подходящую по всем параметрам. Вариантов секвентальной коробки передач на ВАЗ существует большое количество. Поэтому проблем в выборе или поиске нужного устройства не возникнет. Тем более, что некоторые предлагают индивидуальную сборку для автомобиля специалистами высокого уровня.

Плюсы и минусы секвентальной трансмиссии

Для того чтобы разобраться, что ожидать от трансмиссии, нужно рассмотреть ее положительные и отрицательные стороны. Среди плюсов следует отметить следующие моменты:

• Высокая скорость и удобство в вопросе переключения передач. Благодаря электронному блоку и гидравлическому механизму, скорость перехода с одной скорости на другую сводится к минимуму. Похвастаться такими показателями не может ни одна другая КПП: ни механическая, ни автоматическая. Ну а главное то, что с использованием секвентальной трансмиссии водителю не придется судорожно стараться найти нужную в данный момент передачу. Особенно это актуально при прохождении крутых поворотов или движению по кольцу, когда трудно удержать автомобиль на правильной траектории.
• При переключении отсутствует потеря скорости. Такая особенность полюбилась в кругах гонщиков, ну и, конечно, обычные водители тоже высоко оценили наличие такой возможности в трансмиссии.
• За счет хорошо продуманного устройства секвентальной коробки передач топливо расходуется экономично.
• Переключение скоростей подрулевыми лепестками. Такая технология еще больше упрощает управление автомобилем во время движения.
• Возможность выбора между автоматическим режимом переключения скоростей и ручным. Конечно, секвентальная трансмиссия может существовать и отдельно от данной функции. Но если все-таки она используется, то это однозначно относится к плюсам.
• Отсутствует педаль сцепления. Особенно актуально это для начинающих водителей, которым в силу малого опыта сложно справиться с механической КПП.
• Во время переключения рычага не приходится задумываться о том, какую именно передачу выбрать. Водитель просто либо понижает, либо повышает скорость.

Минусы секвентальной трансмиссии:

• Чувствительность к высоким нагрузкам и износу. Речь идет не только о спортивных автомобилях, но и простых гражданских машинах.

  Внимание! Каким бы простым не было переключение скоростей на КПП, важно делать это своевременно. Если пренебрегать этим пунктом, то система быстро придет в негодность.

• Высокая стоимость обслуживания. Принцип работы секвентальной коробки заключается в сложном механизме. Чем сложнее механизм, тем дороже его обслуживание.
• Добиться увеличения мощности машины путем установки секвентальной коробки можно только в том случае, если вовремя переключаться с высших передач на низшие и наоборот. Так что водитель должен хорошо чувствовать свой автомобиль, что является не всегда простой задачей.

Заключение

Секвентальная коробка передач подарила автолюбителям новые возможности. Устройство и принцип работы заслуживают внимание со стороны водителей, а удобство использования приобретает все большее количество потребителей. Благодаря всему перечисленному, КПП такого типа с каждым годом получает все большое распространение. И, учитывая все положительные стороны коробки передач, это не спроста.

принцип работы, особенности Секвентальный режим

Секвентальная коробка передач (от англ. sequence — последовательность, англ. sequential manual gearbox ) — коробка передач, допускающая только последовательное их переключение. От коробки передач классического типа отличается принципом работы механизма переключения передач. Последовательное переключение удобно в тех случаях, когда воздействие на орган управления осуществляется ногой (например, на мотоцикле), когда требуется быстрое переключение (например, на спортивном автомобиле) или при наличии большого количества передач, выбор которых традиционным способом перемещения рычага неудобен (на тракторах, грузовых автомобилях). Обычно переключение осуществляется смещением органа управления от нейтрального положения.

Механизм переключения может быть как прямого действия, например на мотоциклах, так и с сервоприводом (автоматизированным или неавтоматизированным).

На мотоциклах принята следующая схема управления коробкой передач:

• перемещение рычага вверх — переход на передачу вверх;
• перемещение рычага вниз — переход на передачу вниз;
• нейтраль (выключение передачи) обычно находится между первой и второй передачами, причём включается не полным ходом рычага.

На автомобилях обычно управляется рычагом, одновременно выполняющим роль селектора режимов и переключения передач, но может управляться кнопками, расположенными на рулевом колесе. На тракторах управление секвентальной КПП может быть дублированным: рычагом и педалью.

Обозначается секвентальный режим латинской буквой «S».

В основу секвентальной коробки передач положена обычная механическая трансмиссия, только чуть-чуть модернизирована и «усложнена». Процесс переключения передач происходит с использованием гидравлики, это главное отличие этой коробки от роботизированной. Также переключения происходят последовательно, то есть не проскакивая скорости.

Использование гидравлики позволяет сократить время переключения передач секвентальной коробки до 150 миллисекунд. Так же позволяет уберечь коробку от «грубого» обращения с ней.

Рычаги переключения скоростей расположены обычно на руле. Существует как автоматическое переключение, так и ручное. Обычно это три режима:

1) стандартный механический;

2) спортивная механическая;

3) автоматическое переключение передач секвентальной коробкой без вмешательства водителя.

Например в моделях M 3 марки BMW скорость переключения передач снизилась до 80 миллисекунд. Это достигнуто благодаря использованию аэрокосмических технологий, технологий применяемых в «Формуле-1». Также секвентальные коробки имеют множество режимов, облегчающих жизнь водителю. Это режим подъёма в гору, снежная трасса и многие другие.

В обычных коробках в процессе переключения скоростей тяга привода подтягивается, поворачивается, нажимается, и «выбирается» нужная нам передача. В секвентальной же коробке создаётся давление в гидравлическом узле и наполняется гидроаккумулятор. Затем посредством работы гидравлической системы происходит процесс переключения передач.

К примеру, в секвентальной КПП. Переключать передачи можно двумя способами: с помощью рулевых переключателей, или используя рычаг переключения передач в центральной консоли, позволяющий мгновенно переходить с одной передачи на другую, не снижая скорость или мощность двигателя и не прибегая к помощи сцепления. Система Launch Control, использующая оптимальный диапазон оборотов для автоматического переключения передач, обеспечивает максимально быстрый разгон. При этом ногу с педали акселератора убирать не надо. Трогаться с места допустимо и на второй передаче (например, на льду).

Секвентальная коробка передач основана на обычной механической коробке передач. Среди важнейших инноваций — использование двух переключателей, расположенных на рулевом колесе, кроме обычного рычага селектора. Водитель может переключать передачи, не снимая руки с руля. Переключение передач строго последовательно – ни одну нельзя пропустить. Секвентальная коробка уменьшает риск неаккуратного переключения передач и перегрузку зубцов передачи.

Для составления публикации была использована информация с Википедии , bmw.ru , autoclub36.ru и cars-area.ru .

Как мы знаем, эволюция «коробок» переключения передач в автомобилях привела мир к изобретению автоматической трансмиссии, однако инженерный ум не стоял на месте, и механическую трансмиссию тоже не «убрали в шкаф» – инженеры модернизировали механизм переключения передач, и создали вариант секвентальной коробки. В ней передачи переключались только последовательно вверх или вниз.

Sequence — последовательность

Принцип работы данной КП прост как и в обычной механике, однако отличается она от обыкновенной, привычной нам трансмиссии, прямозубыми шестернями, которые установлены вместо косозубых, а роль педали сцепления выполняет гидравлический механизм. Этот механизм позволяет сокращать время переключения передач, что так важно в автомобильном спорте. Кроме скорости переключения такая коробка позволяет чётко переключать передачи в момент, когда автомобиль подвержен вибрациям и использование привычной коробки передач затруднено. Также одной из особенностей устройства секвентальной коробки передач служит то, что первичный и вторичный вал в такой трансмиссии наборный, то есть 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. Однако не только спортивные болиды могут похвастаться подобной «коробкой» – и на вашем «автомате» можно сдвинуть положение селектора в бок и получить секвентальную коробку передач. Её вы обычно называете «ручным» режимом.

У такой трансмиссии есть 3 возможных варианта работы в автомобиле:

• обычный механический
• механический спортивный
• полностью автоматический

А рычаг селектора может находиться на рулевом колесе, в виде кнопки со специальной маркировкой.

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.

Мифы и легенды

Вроде с технической и финансовой частями попытались разобраться, а теперь давайте пройдёмся по стереотипам, связанным с такими коробками:

• «Секвенталка это робот.» А вот и нет! Пусть принципы работы у таких трансмиссий схожи, однако у роботизированной трансмисии сервоприводы электрические, против гидравлических у секвентальной.
• «Секвенталка и автомат неразлучны.» — снова не угадали. Если бы не широкое распространение спортивных режимов на современных автоматических трансмиссиях, вы бы и не узнали о секвентальной коробке. Поэтому в гражданских версиях возможна смесь вариантов, а спортивных автомобилей с автоматический трансмиссией я не встречал.
• «Только для спорткаров, только для болидов, только вместе с кулачковой КП.» – нет, безусловно если их использовать в паре, ваше преимущество будет космическим, но и на серийных автомобилях такие трансмиссии превосходно существуют не одно десятилетие.

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.

Постоянные эксперименты по улучшению механической коробки передач привели к изобретению различных видов трансмиссий. Все разработки были направлены на упрощение действий водителя в момент управления автомобилем.

Одним из важных шагов по модернизации механической коробки стало изобретение коробки с автоматическим переключением передач. Производители автомобилей сделали упор на внедрение именно этих коробок. В настоящее время на большинстве машин устанавливается именно автоматическая коробка. Водитель, совершая поездку на автомобиле с установленной АКПП, не задумывается о переключении скоростей на повышенную или пониженную передачу. Автоматика производит этот процесс без участия человека.

Но конструктора не забыли о механической коробке. Постоянно проводились различные эксперименты по модернизации и усовершенствованию. После многочисленных экспериментов была решена задача создания секвентальной коробки переключения передач. Главным отличием от обыкновенной механической коробки является последовательность переключения скоростей.

Секвентальный — это слово не знакомо многим русским водителям и произносить его для русского человека довольно сложно. Причиной этому является английское происхождение слова. В переводе с английского оно означает «последовательный». Секвентальная коробка передач представляет собой чаще всего автоматизированную КПП. Она может переключать передачи последовательно, например, с первой на вторую и выше, а также в обратном порядке.

Принцип работы

Данная коробка разрабатывалась на базе механической коробки. Основным отличием является использование прямозубых шестерен. Поэтому присутствие педали сцепления потеряло свою необходимость. В конструкции существует электронный блок управления, который выполняет эту функцию. Переключение скоростей за счет гидравлического механизма. Само переключение происходит во временном интервале до 150 миллисекунд.

Это обстоятельство особенно актуально для спортивных машин. Автомобили, участвующие в различных гонках, в том числе в Формуле-1, оснащены секвентальными коробками. При разработке гоночных болидов, конструкторы пришли к выводу, что эта коробка наиболее удобна для пилотов. При значительных вибрациях и перегрузках пилотам будет проще попадать в передачу используя именно такую коробку передач.

Стоит заметить, что секвентальные коробки передач уже в течение нескольких лет присутствуют на обыкновенных машинах. На автомобилях с автоматической коробкой присутствует секвентальный механизм, получивший среди водителей название «ручной» режим.

Особенности

Рычаг переключения на автомобилях с секвентальной КПП располагается на рулевом колесе в виде кнопки с маркировкой S. В таких автомобилях предусмотрено как автоматическое, так и ручное переключение передач. Секвентальная коробка передач может работать в трех режимах:

• Стандартном механическом.
• Механическом спортивном.
• С автоматическим переключением без участия водителя.

Плюсы

Секвентальная коробка передач, как и любой другой механизм, обладает своими преимуществами и недостатками. Среди плюсов можно отметить отсутствие педали сцепления, что очень радует водителей новичков. Следующим плюсом можно считать скорость переключения передач. Ну и, конечно, несомненный плюс — это экономичность. За счет быстроты переключения присутствует значительное сокращение расхода топлива.

Еще одним плюсом можно считать возможность выбора между автоматической или механической коробкой передач. В некоторых автомобилях присутствуют «лепестки», находящиеся под рулем, благодаря которым водитель может переключить скорость, не отрывая рук от рулевого колеса.

Минусы

Но данная коробка имеет и свои минусы. Гидравлический механизм подвержен значительному износу из-за большой нагрузки во время работы. На автомобилях, участвующих в гонках, механики производят ремонт коробки уже после второй гонки. В серийных автомобилях заложен гораздо больший ресурс прочности.

При использовании они не испытывают такой нагрузки, как спортивные автомобили. Поэтому при правильной эксплуатации срок службы секвентальной коробки не меньше чем механической или автоматической коробки. Но если эксплуатировать такую коробку не задумываясь о последствиях, то преждевременный выход из строя вам гарантирован. Будет это гидравлический привод сцепления, другой узел или агрегат, это не столь важно. Главное, помнить, что ремонт секвентальной коробки стоит очень дорого.

В настоящее время секвентальная коробка передач привлекает все больше и больше автовладельцев. Она устанавливается на многие новые модели автомобилей и даже мотоциклов. Технологии данной трансмиссии усовершенствуются и доводятся до идеалов. Не за горами то время, когда не только спортивные машины, которые оснащены секвентальной КПП, да еще и кулачковой, будут пользоваться удобной трансмиссией, но и многие автовладельцы смогут оценить преимущество последовательного переключения передач.

Эволюция механической коробки передач привела к изобретению целого ряда типов трансмиссий, которые в той или иной мере упрощали водителю управление автомобилем. Важным шагом в этом плане стало изобретение автоматической коробки передач, которая впоследствии трансформировалась и совершенствовалась, позволяя водителю вообще не задумываться о том, когда и как нужно переключиться на нужную передачу. Но и механическая трансмиссия не осталась без внимания инженеров – ее тоже постоянно модернизировали и модифицировали, изобретая все новые и новые механизмы переключения передач. Одним из результатов таких изысканий стала секвентальная коробка передач – трансмиссия, отличающаяся тем, что ее передачи можно включать только в строгой последовательности: вверх для повышения передачи, вниз – для понижения.

Принцип работы секвентальной трансмиссии

Этот тип КПП построен на базе обычной механической трансмиссии. Ее основное отличие заключается в том, что вместо косозубых здесь стоят прямозубые шестерни, отсутствует педаль сцепления (эту роль выполняет электронный блок управления), а передачи в этой коробке переключаются при помощи гидравлического механизма. Это в значительной мере (до 150 миллисекунд) сокращает скорость переключения, что наиболее важно для спортивных автомобилей, на которых, кстати, секвентальная КПП устанавливается наиболее часто. Так, именно коробка передач с секвентальным механизмом монтируется на гоночные болиды, участвующие в Формуле 1 и прочих соревнованиях подобного толка. Конструкторы поняли, что коробка передач с таким механизмом будет наиболее удобной для гонщика, ведь при езде на высокой скорости, когда автомобиль подвержен вибрации, достаточно сложно попасть в нужную передачу. А секвентальная коробка передач справляется с этой задачей на пять с плюсом.

Впрочем, уже не один десяток лет секвентальный механизм переключения передач используют и на «гражданских» машинах. В обиходе его называют «ручным» режимом и характерен он для автоматических трансмиссий.

Плюсы и минусы секвентальной коробки передач

Как и у всякого механизма, который работает под нагрузкой, у секвентальной трансмиссии есть свои особенности. К положительным сторонам этого агрегата относится отсутствие педали сцепления, что важно для водителей-новичков (если мы говорим об использовании этого типа трансмиссии на серийных автомобилях). Вторым положительным фактором селективной КПП считается скорость переключения передач, которая выше чем у классических . Третьим плюсом этой коробки передач является экономичность – благодаря сокращенному времени переключения передач. Четвертый аспект – выбор из двух режимов переключения передач (автоматический либо механический). Для такой коробки характерно наличие подрулевых «лепестков», посредством которых водитель переключает передачи, не отрывая рук от рулевого колеса.

Есть у этой коробки и свои минусы, и кроются они в конструкции самого агрегата. Дело в том, что гидравлический механизм секвентальной КПП неустойчив к износу и при езде под большой нагрузкой склонен к частому выходу из строя. На спортивных автомобилях, где нагрузки весьма высоки, такую коробку зачастую перебирают после каждой второй гонки. Для секвентальных коробок, использующихся на серийных автомобилях (BMW M3, M5, Mercedes-Benz C-Class) характерен более высокий ресурс мощности вследствие того, что они не испытывают перегрузок, подобно гоночным автомобилям. И все же, если эксплуатировать секвентальную коробку неправильно (в ручном режиме важно чувствовать момент и вовремя переключать передачи), то и на серийном автомобиле она долго не прослужит – может выйти из строя гидравлический привод сцепления и прочие узлы и агрегаты этой трансмиссии. А ремонт секвентальной КПП – удовольствие не из дешевых.

На чтение 5 мин.

Здесь получается так, что одна тяга в момент переключения подтягивается, а другая – нажимается. То есть, в момент подтягивания тяги переключения первой передачи тяга второй передачи нажимается. Это дало возможность значительно сократить временной интервал переключения в сравнении с обычной коробкой передач.

В переводе с английского языка секвентальная переводится как последовательность. Стало быть, секвентальная коробка передач означает только последовательное переключение скоростей. Этот принцип работы заключается в воздействии на управление ногой (примером может служить мотоцикл), для быстрого переключения — спортивный автомобиль; в случае большого количества передач, выбор которых с помощью переключения рычага не очень удобен — это трактор, грузовые автомобили. Чаще всего происходит переключение за счет смещения органа управления от нейтрального положения. В то время как принцип работы классической КПП заключается в самостоятельном выборе передачи.

Развитие секвентальной коробки

Каких только коробок трансмиссии не было создано за всю историю автомобилестроения. Вот и создание секвентальной трансмиссии не прошло мимо. Чаще всего мы слышим, механическая коробка передач или автоматическая, но стоит понять, что этим дело не ограничивается, так как существует еще много вариантов для переключения скоростей.

Между этими КПП есть разница, которую стоит понять. Взять, к примеру, обычную машину с механической коробкой. В этом случае водитель самостоятельно делает выбор передачи скорости. То есть, разогнавшись, у него есть возможность переключиться с третьей скорости на пятую или же, наоборот — при торможении, перейти с пятой на третью. Этот механизм еще можно назвать поисковым, так как включение передачи скоростей полностью зависит от водителя. Еще раз хочется отметить, что передача может быть любой, самое главное, чтобы было соответствие режиму движения и нагрузкам на автомобиль.

Но то, что касается обладателей секвентальной коробки передач — они такой возможности свободного переключения лишены. Это действие может осуществляться только на одно значение либо вверх, либо вниз. То есть, переключение будет выглядеть следующим образом: два-три-четыре или семь-шесть-пять, что характерно для мотоциклов BMW и для мотоциклов М1-М. Другого переключения на такой коробке добиться невозможно.

Спортивный тип М

Сравнительно недавно была разработана семиступенчатая секвентальная коробка передач. Это первая модель 7-ступенчатой КПП SMG в мировом автомобилестроении. За счет своего сверхмалого времени для переключения скоростей в сочетании с мощностью силового агрегата она позволяет своему владельцу делать собственный выбор спортивного или комфортного стиля езды.

Исторические сведения

Такая коробка уже сумела стать традиционной для автомобилей BMW. Уже в 1996 году SMG 1 начала устанавливаться на модели Е36 М3. В 2001 году оснащение моделей Е46 М3 осуществлялось SMG 2. А уже в 2005 на модели Е60 М5 прошла установка коробки передач SMG 3. Что стало отличать эту коробку передач от предыдущих моделей, так это заметное сокращение временной затраты на переключение передачи.

Эта модель трансмиссии третьего поколения оборудована индивидуальными тягами привода переключения, что позволило добиться ощутимого ослабления тяги в момент переключения. Как это могло получиться?

Как происходит процесс переключения

Сравнивая обычную коробку передач с секвентальной SMG 3, обращаешь внимание, что в обычной КПП в момент переключения тяга привода переключения передач подтягивается, после чего поворачивается и нажимается. В сравниваемом устройстве все происходит по-другому. Здесь получается так, что одна тяга в момент переключения подтягивается, а другая — нажимается. То есть, в момент подтягивания тяги переключения первой передачи тяга второй передачи нажимается. Это дало возможность значительно сократить временной интервал переключения в сравнении с обычной коробкой передач.

Работа секвентальной коробки передач

Итак, знакомая всем механическая коробка передач эволюционировала и позволила прийти к новому типу трансмиссии, которые должны упрощать управление водителем автомобилем. И таким важным изобретением стала автоматическая коробка передач, которая модернизировалась и совершенствовалась. И сегодня, она дает возможность водителю, вообще не задумываться о том какую и когда переключать скорость. Но и механическое оборудование никто не отбросил в сторону. Она также продолжала развиваться и вот результатом этих изысканий стала секвентальная коробка передач. Результатом такой трансмиссии стало включение скорости в строгой последовательности.

Принцип работы

Этот тип КПП разрабатывался на базе механики. Основное отличие этой трансмиссии заключается в том, что вместо косозубых здесь установлены шестерни с прямыми зубами, а также отсутствует педаль сцепления (эту роль на себя принял электронный блок управления). Переключение передач в коробке осуществляется с помощью гидравлического механизма, что и приводит к значительному сокращению переключения скоростей.

Особое распространение установка коробки передач с секвентальным механизмом нашла в гоночных болидах. Поняв, что такая секвентальная коробка передач будет особенно удобна водителям-гонщикам, значит, необходимо было выполнить такую установку на гоночные автокары. Это объясняется тем, что высокая скорость способствует сильной вибрации авто и в этом случае водителю сложно попасть в требуемую передачу, в то время как секвентальная КПП в состоянии справиться с такой задачей.

Достоинства и недостатки

Такая секвентальная трансмиссия имеет свои характерные особенности. Достоинствами этого агрегата можно выделить отсутствие педали сцепления, что особенно удобно для начинающих водителей. Следующее положительное качество, характеризующее эту модель устройства — скорость переключения скоростей, которая превышает классические автоматические и механические трансмиссии. Другое достоинство — экономичность, которая происходит за счет сокращенного переключения скоростей. Также предлагается возможность выбора режима — механика или автомат.

Недостатком этого устройства можно назвать его конструкцию. То есть, этот механизм не является устойчивым к износу и при большой нагрузке быстро выходит из строя. В качестве примера можно привести гоночные автокары. После каждого заезда, секвентальная коробка передач чаще всего подвергается обязательной переборке. В принципе если не соблюдать эксплуатационные правила, то и на серийных авто секветнальная КПП может выйти из строя, а это значит, повлечет за собой дорогостоящий ремонт.

Инженерное дело: как работают последовательные передачи

Прежде чем понимать, как работает эта передача, необходимо ознакомиться с небольшой терминологией (см. Рисунок ниже). Обратите внимание, что у многих из этих терминов могут быть альтернативные названия; Я просто выбрал термины, которые, как мне кажется, просты для понимания.

Последовательная передача

Тип трансмиссии, позволяющий выбирать передачи вручную, хотя передачи должны выбираться по порядку, поскольку это не позволяет пропускать передачи, как в традиционной механической коробке передач.Метод переключения передач уникален для этого типа трансмиссии, где вал переключения передач используется для переключения на повышенную или пониженную передачу.

Вилка переключения передач

Это селектор, используемый для включения кулачковой муфты, вращающейся вместе с выходным валом, с шестерней, вращающейся с (силовым) входным валом. (Это толкает трансмиссию на различные передачи).

Селекторный штифт

Он расположен на вилке переключения и используется для направления переключателя через канавки на валу переключения.

Вал переключения передач

К этому валу подсоединяются все вилки переключения, и на нем есть канавки, по которым будет двигаться штифт переключения.

Последовательный переключатель передач

Это используется для вращения вала переключения, и это то, что водитель будет изменять, когда он выбирает передачу. Обратите внимание, что существует множество способов механического вращения вала, помимо изображения ниже (это могут быть пневматические, гидравлические, электронные и т. Д.).

Многодисковое сцепление

Многодисковая муфта используется для подключения / отключения крутящего момента двигателя от входного вала трансмиссии. Как следует из названия, внутри есть несколько дисков сцепления.

Муфта собачья

Форма зацепления муфты, при которой для вращения двух валов с общей скоростью используются натяжные, а не фрикционные диски (как в традиционной муфте). Переключение с кулачковыми муфтами требует лишь короткого момента без передачи крутящего момента, поэтому часто бывает, что в использовании муфты нет необходимости (просто ослабьте дроссельную заслонку).

Теперь, когда у нас есть терминология, давайте рассмотрим последовательность событий того, как эта трансмиссия выбирает передачи:

1. При трогании с места, когда автомобиль стоит на нейтрали и, таким образом, ни один из кулачков не задействован, водитель выберет первую передачу. При этом селектор передач будет вращать вал переключения.

2. При вращении вала переключателя штифты переключателя перемещаются вместе с канавками на валу переключателя, таким образом перемещая вилки переключателя.

3. Вилка переключения, отвечающая за первую передачу, будет перемещаться, чтобы включить кулачковую муфту, которая имеет шлицы на выходном валу коробки передач, на первую передачу, которая соединена с входным валом коробки передач.

4. После включения кулачковой муфты первой передачи крутящий момент передается через этот набор шестерен на выходной вал, который приводит в действие ведомые колеса.

5. Когда водитель выбирает вторую передачу, вал переключения передач снова вращается.На этот раз вилка переключения первой передачи отключает кулачковую муфту, а вилка переключения второй передачи включает кулачковую муфту. Этот процесс продолжается, когда водитель выбирает различные передачи.

6. Когда трансмиссия находится на выбранной передаче, конструкция вала переключения требует, чтобы передачи выбирались последовательно (1-2-3-4 и т. Д.) И не могли пропускаться. Это сильно отличается от механической коробки передач, где, например, можно переключаться со 2-й передачи на 5-ю или понижать передачу с 6-й передачи на 3-ю, не выбирая передачи между ними.

Вот видео, объясняющее, как они работают:

(PDF) Электропневматическая система переключения и блок управления коробкой передач с последовательным переключением передач

Расход

, потому что он изменяет инерцию системы трансмиссии и

частоту вращения двигателя [1]. Этот эффект становится еще более заметным при вождении

в режиме Performance или в соревнованиях. Время, в течение которого подача мощности

от двигателя к колесам прерывается из-за срабатывания переключения передачи

, называется «временем переключения».Чем больше времени автомобиль

теряет при переключении передач, тем больше окончательное время круга.

Типичное транспортное средство для автокросса оснащено шестиступенчатой ​​коробкой передач, но

достигает максимальной скорости (с ограничением по трассе) на соревнованиях всего около

110 км / ч. Выбор конечного привода для этой максимальной скорости приведет к переключению передач 5

менее чем за 4 секунды. В результате конечное передаточное число

очень чувствительно к времени задержки переключения. Хотя масса транспортного средства, характеристики двигателя

и тяговое усилие по-прежнему играют важную роль, типичное ускорение транспортного средства

значительно ограничено временем, которое требуется для завершения переключения передач

[2].Время, необходимое для завершения переключения передач, зависит от

следующих параметров:

1. Время реакции водителя

2. Время срабатывания сцепления

3. Время срабатывания механизма переключения передач

4. Время зависит от конструкции коробки передач. .

Автоматические механические коробки передач являются логичным выбором для

, улучшающего время переключения коробки передач с фиксированным передаточным числом [4, 5, 6]. Безупречная интеграция

механизмов сцепления и переключения передач — это главное преимущество

в коробках передач этого типа.После активации команды

от водителя блок управления коробкой передач (GCU) отключает мощность двигателя

(посредством зажигания и прекращения подачи топлива), выключает сцепление, приводит в действие механизм переключения передач

и снова включает сцепление. несколько

сотых секунды. Кроме того, можно легко контролировать скорость переключения

, а падение оборотов двигателя во время переключения передачи можно согласовать

со временем переключения, чтобы все время поддерживать двигатель в диапазоне максимального крутящего момента

.Кроме того, автоматизированная механическая коробка передач может контролировать

«стартовых оборотов в минуту» и может автоматически переключаться для тормозной полосы или событий ускорения

. Таким образом, двигатель можно поддерживать в диапазоне мощности

–

практически все время.

Автоматизированный механизм переключения передач может быть быстрее, чем

с ручным управлением во время автокросса, поскольку водителю больше не нужно заботиться о сцеплении или дроссельной заслонке

во время переключения, что позволяет ему справляться с

гусеницей больше. Четко и быстро [10, 11, 12].Пневматические системы переключения передач

были разработаны ранее, но обычно включают тяжелые компоненты

, сложную электронику и ограниченную функциональность.

Предлагаемая система призвана быть ориентированной на производительность, простой в настройке

заменой для различных типов транспортных средств. Следовательно, эта работа

сосредоточена на разработке автоматического управления последовательной коробкой передач

в сочетании с двигателем Honda CBR.

Методология разработки

Этапы разработки системы смен:

1.Выбор исполнительного механизма из имеющихся альтернатив.

2. Расчет необходимых сил срабатывания и закупка

соответствующих деталей.

3. Разработка алгоритма и внедрение средств помощи водителю.

4. Интеграция системы управления с оборудованием.

5. Установка системы на испытательном автомобиле с двигателем

соответствующего типа.

6. Тестирование системы на время смены и стабильность.

Разработка системы переключения проводилась на автомобиле с двигателем Honda CBR

600RR и, следовательно, размер приводов,

, расчет количества переключений и тайминги клапана настроены для

этого конкретного двигателя и коробки передач.Однако могут быть внесены дальнейшие изменения

в размеры привода и тайминги в коде, чтобы использовать эту систему

на любом аналогичном двигателе с последовательной коробкой передач.

Тестирование и выбор переключения передач

Механизм

Тестируемая система переключения была произведена компанией

Translogic (модель no-TLS-PS1) и представляла собой электрический серводвигатель типа

, который был легко доступен в качестве альтернативы вторичного рынка для используйте

с двигателями велосипеда.У него были некоторые недостатки. Переключатель

не работал должным образом, часто приводил к остановке двигателя в процессе переключения передач между

. Задержка переключения, вызванная задержкой между переключениями, приводит к снижению времени разгона

. Высокая сила тока, потребляемая переключателем, истощила жизненно важную батарею

. Следовательно, должна быть разработана новая система переключения передач

, которая обеспечит более быстрое переключение передач, автоматическое срабатывание сцепления и

с включением электронных средств помощи водителю.

Выбор исполнительного механизма должен соответствовать следующим критериям:

1. Он должен позволять водителю переключаться в любой момент во время ускорения,

— при замедлении и прохождении поворотов. Это может быть достигнуто с помощью рычагов переключения передач или кнопок

, установленных на рулевом колесе, и, следовательно,

устраняет традиционный механический привод

на базе бокового рычажного механизма.

2. Он должен быть надежным, легким и экономичным.

3.Это должно минимизировать временную задержку между сменами.

4. Он не должен истощать большое количество заряда аккумулятора.

Системы переключения можно разделить на четыре категории: механические,

электрические, гидравлические и электропневматические.

Механическое переключение передач использует систему тросов, рычагов и пружин

для переключения передач — подобно срабатыванию дроссельной заслонки или сцепления, которое мы в настоящее время применяем

. Он чрезвычайно надежен и дает нам бесконечное количество очков. из

смен без разряда аккумулятора.Также это самый экономичный вариант

. Однако эта система не способна к автоматическому переключению на более высокую передачу

, поскольку она не зависит от электронного управления.

В системе электрического переключения передач используется переключатель серводвигателя или магнитного типа

для переключения передач при нажатии кнопки. Он легкий

, надежен и совместим с системой автоматического переключения на более высокую передачу.

Однако он потребляет большую часть заряда аккумулятора.

Гидравлическое переключение передач использует гидравлическое давление для приведения в действие передач.Необходимое давление

создается с помощью насоса. Этот метод

достаточно надежен. Однако самым большим недостатком является способ питания насоса

. Насос требует достаточно большого значения силы тока для срабатывания

. Кроме того, он очень громоздкий, и любая утечка приведет к потенциальной опасности возгорания

.

Скачано из SAE International пользователем Ashok B, вторник, 12 января 2016 г.

Почему последовательная передача намного быстрее, чем двойное сцепление

Фото: FCP Euro — YouTube

From Road & Track

In the В последнее десятилетие трансмиссии с двойным сцеплением стали доминировать на рынке высокопроизводительных автомобилей.Они используются во всем, от горячих хэтчбеков до новейших величайших гиперкаров. Они сочетают в себе лучшее из обоих миров, обеспечивая плавную автоматическую работу при нормальном вождении и молниеносное переключение передач при выходе из строя. Но когда дело доходит до настоящих гонок, они все равно не лучшая коробка передач.

Нейт Винсент из FCP Euro сделал отличное видео, в котором сравнивает старую трансмиссию DSG с двойным сцеплением DSG своего гоночного автомобиля GTI TCR с новой последовательной трансмиссией, которую его команда будет использовать в сезоне 2019 года.Самая большая разница — это вес. Включая маховик и сцепление, секвентальная коробка весит почти на 100 фунтов меньше, чем DSG, а это огромная сумма для гоночного автомобиля. У секвентальной также меньше валов шестерен, которые можно вращать — всего два против трех у двойного сцепления. В сочетании с более легким маховиком это означает меньшую вращающуюся массу двигателя.

В отличие от двойного сцепления, в котором используются косозубые шестерни, секвентальный имеет прямозубые шестерни, что означает меньшие потери мощности, передаваемые через трансмиссию в оси.Он также использует соединители с зубчатыми зацепами вместо синхронизаторов для перехода от одной шестерни к другой, заставляя шестерни вместе, вместо того, чтобы плавно переходить от одной передачи к другой. Обратной стороной является то, что он намного менее плавный, чрезвычайно громкий и требует восстановления трансмиссии всего через несколько тысяч миль. Вот почему вы не увидите много секвентальных коробок передач, используемых в уличных автомобилях.

Полное видео содержит гораздо больше деталей, поэтому, если у вас есть несколько минут, которые нужно убить, его, безусловно, стоит посмотреть.

(«Вам также может понравиться»,)

Посмотрите, что прототип NASCAR «следующего поколения» может сделать с коробкой передач этого века

Как обнаружил Hagerty , секвентальная трансмиссия, используемая NASCAR в прототипах серийных автомобилей Next Gen, вероятно, является разновидностью секвентальной трансмиссии Xtrac P1293, которая является основным блоком, используемым в вышеупомянутой австралийской серии суперкаров V8. И хотя NASCAR еще не подтвердил эти подозрения, послужной список Xtrac и легкодоступные устройства имели бы смысл в качестве поставщика NASCAR — Xtrac также поставляет трансмиссии для Indycar, ряда команд TCR, а также нового C8 Corvette Racing.R.

Выступая после теста, Джонс сообщил: «В своей карьере я никогда не делал ничего, кроме обычного переключения по Н-образной схеме. Вы можете переключать передачи [секвентальной передачи]; мы сделали перезапуск в конце дня, и было интересно узнать об этом и о том, как вы можете нажать эту коробку передач. Это действительно вдохновляет вас на дорожные курсы и на то, на что он там будет способен «.

Согласно NASCAR, Джонс провел два дня с прототипом, бегая по автостраде Homestead-Miami Speedway, и в ближайшем будущем получит еще одну тестовую сессию.Наряду с Джонсом Остин Диллон и Джои Логано также протестировали прототип «следующего поколения», при этом Диллон дал ограниченный комментарий, сказав: «Мне очень понравилось водить машину» и не более того. Логано, который проводил испытания на гоночной трассе ISM Raceway недалеко от Феникса, штат Аризона, мог рассказать гораздо больше.

«Когда машина выходит из машины с этим автомобилем следующего поколения, — говорит Логано, — она ​​не возвращается, пока водитель не направляет машину назад — она ​​не исправляет сама себя. И это дает больше в руки водителя. И мне нравится это произведение.Это будет сложно, но я думаю, вы увидите больше ошибок на гоночной трассе, что, на мой взгляд, делает гонки лучше и дает больше возможностей для обгона ».

Автомобили NASCAR «следующего поколения» не появятся в продаже до сезона 2021 года, поэтому ожидайте, что в ближайшем будущем будут собраны дополнительные тесты, а также полная спецификация автомобиля. Но что вы думаете прямо сейчас? Вы за обмен трансмиссии NASCAR? Это кощунство, ересь или просто часть более широкой потребности в привлечении новых поклонников? Дайте нам знать в комментариях ниже.

Есть чаевые? Отправьте нам сообщение: [email protected]

Коробка передач

Погрузка

Чтобы узнать больше о «переключателе» и получить полную картину, сначала прочтите мою статью о передаточных числах и трансмиссии.

Классический ответ на вопрос «Для чего нужна коробка передач?» это «держать масло в себе», что вполне справедливо, если вы не хотите знать что-то еще!

Некоторые называют это коробкой передач, а некоторые — трансмиссией, в зависимости от того, на какой стороне Атлантики вы находитесь.Для европейцев это коробка передач. В британском английском термин «трансмиссия» относится ко всей трансмиссии, включая коробку передач, сцепление, дифференциал и валы главной передачи. В американском английском, однако, делается различие, что коробка передач — это любое устройство, которое преобразует скорость и крутящий момент, тогда как трансмиссия — это тип коробки передач, которую можно «переключать» для динамического изменения отношения скорость / крутящий момент, например, в транспортном средстве. . Но можно сказать, что коробка передач — это центральный компонент системы трансмиссии.

А теперь, когда вы читаете статью о шестеренках и понимаете, как работает простая коробка передач, давайте поговорим о более сложных вещах!

Двумя основными функциями любой коробки передач являются жесткая установка подшипников любых валов шестерен, чтобы шестерни сохраняли точное зацепление при разделяющих нагрузках, возникающих при передаче крутящего момента, не допускать попадания грязи и удерживать смазочное масло. , в корпусе должны находиться механизмы переключения и масляные насосы, а также иметь панели доступа для сборки.Подобно дизайну практически любого современного гоночного автомобиля, корпус также является частью основной конструкции шасси, устанавливая заднюю подвеску и передавая нагрузки подвески на заднюю поверхность двигателя. Запасное пространство внутри коробки передач можно использовать для размещения масла для двигателя, коробки передач, если она с сухим картером, гидравлики и резервуара для обязательного улавливания. Наконец, в последние годы коробки передач, используемые в ведущих формулах, должны иметь заднюю амортизирующую конструкцию, обычно встроенную в съемную заднюю крышку главной передачи / дифференциала, которая также крепится к конструкции заднего крыла.

Анимация последовательной коробки передач

«Простая» коробка передач, как объяснялось в начале статьи Gears, больше не используется в гонках. Его используют только самые основные гоночные категории. В Формуле 1 такая коробка передач не используется более 20 лет. Секвентальная коробка передач — это самое актуальное в нашем спорте: ралли, DTM, Формула 1, почти все классы с открытыми колесами, WTCC, Indy, гонки на грузовиках… Последовательные передачи обычно используют вращение барабана для переключения передач.

Ferrari 640 с двигателем Mansel

Ferrari 640 был первым автомобилем F1 с полуавтоматической секвентальной коробкой передач 1989 года на Гран-при Бразилии. Машиной управлял Найджел Мензель.
Ferrari много лет работал над секвентальной полуавтоматической коробкой передач (или коробкой передач с ручным гидроэлектрическим приводом), и у нее было несколько итераций, которые были созданы и запущены. В первую очередь из-за противодействия водителей они решили отложить проект.

1988, Джон Бернард, в то время технический директор Ferrari, завершил то, над чем работали многие годы, и это нововведение было принято и впервые принято в 1989 году. Идея заключалась в том, чтобы максимально ускорить переключение передач и получить избавиться от педали сцепления. Первая идея во время разработки заключалась в том, чтобы один рычаг располагался с правой стороны от водителя, на месте «старого» рычага переключения передач «H». Водитель будет перемещать этот рычаг только вперед и назад для переключения передач (знакомо?).В период разработки Бернарду пришла в голову идея получше. Он поместил две кнопки с каждой стороны руля, чтобы водитель не мог оторвать руки от руля.
Позже эту идею меняют на две лопасти за рулем. Они добавили третий, немного смещенный лепесток сцепления и меньший, чем первые два. Левый подрулевой лепесток использовался для переключения на пониженную передачу, а правый — для переключения на повышенную. Лопасть сцепления была меньше, потому что она используется только при запуске, остановке и в некоторых аварийных ситуациях. Во время обычных гонок сцепление приводилось в действие автоматически вместе с вилками переключения передач с помощью электрогидравлической системы с электронным управлением.

В течение многих лет на автомобилях F1 было принято размещать блоки шестерен за дифференциалом
для облегчения доступа и изменения передаточных чисел, хотя это ухудшало распределение веса и аэродинамические характеристики. Текущая тенденция, когда группы шестерен на передней (двигательной) стороне коробки передач, означает, что коробка передач должна быть снята, чтобы изменить передаточные числа. Блок шестерен (входной и выходной валы) смонтирован в съемной кассете, которую можно снять после снятия коробки передач / задней подвески / крыла с задней части автомобиля.Входной и выходной валы имеют по семь шестерен, и каждая пара шестерен (одна на входном валу и одна на выходном валу) тщательно подобрана для обеспечения требуемого передаточного числа.

Внутри коробки передач Формулы 1 блоки шестерен смонтированы в съемной кассете. Намного проще работать.

Правила FIA от 2011 года предусматривают, что каждой машине разрешено выбирать 30 пар передаточных чисел в течение всего сезона, и эти 30 передаточных чисел должны быть заявлены в FIA перед первой гонкой сезона.Правила FIA 2010 года предусматривали, что все шестерни должны быть изготовлены из стали с минимальным весом (0,6 кг) для зубчатых пар и минимальной толщиной (12 мм) для каждой шестерни. Все автомобили должны быть оснащены задней передачей в соответствии с правилами FIA, а задний ход включается с помощью кнопки на рулевом колесе, которая включает промежуточную передачу между входным и выходным валами коробки передач для изменения направления вращения выходного вала.

До 2014 года технические правила FIA разрешали использование коробок передач с 4-7 передними скоростями и одной задней передачей.После серьезного пересмотра правил на 2014 год коробка передач должна иметь 8 передач переднего и заднего хода. Требуется передача заднего хода. Водитель инициирует переключение передач с помощью подрулевых лепестков, а электрогидравлическая система выполняет фактическое переключение, а также управление дроссельной заслонкой и сцеплением. Текущие после 2014 года сильно гибридизированные силовые агрегаты Формулы 1 имеют гораздо более гибкую передачу крутящего момента, чем предыдущие двигатели V8, и поэтому они гораздо меньше зависят от наличия нескольких передаточных чисел, чтобы удерживать их в узком диапазоне мощности. И кажется странным, что после 2014 года F1 использует больше передаточных чисел с более гибким двигателем.Но реальная разница в том, что теперь, после изменения правил в 2014 году, после того, как команды выбрали коэффициенты, они должны оставаться неизменными в течение всего года. Это означает, что одинаковые коэффициенты будут использоваться в Монако или в Монце. Несколько передаточных чисел также помогают экономить топливо. Идея исправить передаточные числа на сезон заключалась в экономии средств.

Поскольку Ferrari 640 F1 продемонстрировал преимущества полуавтоматических коробок передач еще в 1989 году, все команды F1 приняли эту идею. Развитие было ошеломляющим: они стали меньше, легче (из-за использования современных материалов, особенно в шестернях и корпусах).И, что самое главное, они стали быстрее. Если говорить о «старых» секвентальных коробках передач F1 (два или три года назад), они стали настолько быстрыми, что «нормальный» человек не может понять и не может поверить, что это возможно. Полное переключение передач произошло за 10-15 миллисекунд.

За это время:

1. Водитель дает команду на переключение на более высокую или пониженную передачу.
2. Электронная система управления проверяет положение сцепления, частоту вращения двигателя и частоту вращения колес (с помощью различных датчиков в двигателе и дифференциале)
3. Инициирование размыкания сцепления (электроника подает сигнал электрогидравлической системе, чтобы управлять электромагнитным клапаном, клапан открывается и выпускает масло под высоким давлением в гидравлический поршень, поршень толкает диски сцепления в открытое положение)
4. Переключение передач.Отключение старой и включение новой включенной передачи. (электроника подает сигнал электрогидравлической системе для управления электромагнитными клапанами для приведения в действие вилок переключателя передач и для установки надлежащей передачи в желаемое положение)
5. ЭБУ проверяет новое правильное положение шестерен и сравнивает эти данные со скоростью двигателя и колес в этот момент (с использованием различных датчиков в двигателе и дифференциале. Если водитель выберет неправильную скорость, переключение передач не будет выполнено).
6. Включение сцепления, если позиция 5 в порядке (электроника подает сигнал в электрогидравлическую систему, чтобы закрыть электромагнитный клапан и выпустить гидравлическое масло из поршня и закрыть сцепление)
7. Если элемент 5 не в порядке, электронная система управления попытается включить правильную передачу или вернуться к первоначально включенной передаче.

Вся эта проверка необходима из-за высокой скорости работы системы. Если что-то пойдет не так во время процесса переключения передач, что угодно, мы увидим белый дым позади машины или заблокированные задние колеса и пробуксовку.

2008 Ступица переключателя передач Honda Formula 1

Но только в последние несколько лет мы можем увидеть очень серьезное изобретательное мышление, которое было применено к разработке поэтапных изменений в работе редукторов. Эти 10-15 миллисекунд, которые объяснялись ранее, для них — большая часть потерянного времени.Они хотят чего-то лучше и быстрее. Инженеры F1 никогда не были довольны (поэтому они инженеры F1), и они начали думать о плавном переключении передач.

С одноствольным секвентальным переключателем передач можно было делать чрезвычайно быстрые переключения, переключение по-прежнему приводило к прерыванию подачи мощности и, следовательно, уменьшало ускорение автомобиля. Теперь, когда используется плавное переключение передач, переключение может выполняться без заметного прерывания передачи мощности. Одно это стоит около 0,3 секунды на круг.
Система полагается на два переключающихся ствола, а не на один, как раньше. Один работает на первой, третьей, пятой и седьмой передаче, а другой вторая, четвертая, шестая и восьмая передачи. Чтобы добиться плавного переключения передач, мы, по сути, включаем две передачи одновременно, перемещая отдельные барабаны, и полагаемся на тот факт, что требуется конечное время, всего несколько миллисекунд, прежде чем обе передачи фактически включатся и заблокируют коробку передач с катастрофическими результатами. В этот очень короткий период мы должны отключить предыдущую ведущую шестерню, чтобы обеспечить такую ​​катастрофу.Это звучит сложно, и это действительно так.
Несмотря на то, что системы используются в течение нескольких лет, от команд до сих пор мало информации о том, как они работают. Что известно, так это то, что системы сохраняют обычную двухвальную коробку передач и одинарное сцепление. Двойное сцепление обеспечит плавное переключение, но это запрещено действующими правилами. Ни один инженер F1 не хочет об этом говорить. У каждой команды свой способ выполнять работу.

Корпус коробки передач Red Bull Racing RB6, блоки шестерен, органы управления и дифференциал.Расположение узлов шестерен стандартное, с двумя валами — входным и выходным — расположенными продольно внутри картера коробки передач. Сцепление прикреплено к концу входного вала в передней части коробки передач. Коническая шестерня (шестерня) на заднем конце выходного вала передает привод на дифференциал через промежуточную коническую шестерню и редуктор на поперечном валу. Все шестерни имеют прямую нарезку, чтобы минимизировать потери мощности и обеспечить максимально возможную прочность и долговечность; шестерни большинства коробок передач дорожных автомобилей имеют косозубую форму для снижения шума.

В то время как почти все команды имеют бесшовные коробки, выбор материала корпуса редуктора варьируется, причем выбор бывает между алюминием, магнием, титаном или углеродным волокном, а также дополнительным выбором гибридов металлов, связанных углеродным волокном. Жесткость и вес коробки передач очень важны. Задняя часть поперечных рычагов и амортизаторов задней подвески соединена с коробкой, и жесткость имеет первостепенное значение. Также на коробке передач установлена ​​задняя противоударная конструкция.«Коробка расположена за двигателем на относительно высоком месте и за осью задних колес, поэтому вес также очень важен.
В 2007 году только Honda и McLaren выпускали корпуса из углеродного волокна, а Ferrari разработала свой титановый каркас со склеенным углеродным покрытием. Все остальные команды использовали металлическую коробку передач (магний, титан), хотя и с некоторым количеством углеродного волокна, прикрепленного к определенным участкам для повышения жесткости.

Редуктор из магниевого сплава

Титановая коробка передач

Коробка передач с гибридной технологией

Редуктор из углеродного волокна, разработанный в 1998 году Джоном Барнардом для Arrows

У всех материалов есть свои плюсы и минусы.Углеродное волокно очень легкое, но его жесткость на кручение может стать проблемой. Алюминий обладает жесткостью на кручение, но вес и долговечность являются проблемой. Титан — жесткий, легкий и прочный, но чрезвычайно дорогой материал, с которым сложно работать. В любом случае, углеродное волокно легче титана.
Ferrari использует титановый каркас со склеенными карбоновыми панелями. Таким образом, они используют положительные стороны обоих материалов. Легкие и очень жесткие. Между прочим, этот тип кожуха снова был изобретен Джоном Бернардом и впервые использован командой Ferrari F1.Думаю, это был 1988 год.

Форма коробки передач чрезвычайно важна, потому что они являются частью заднего аэродинамического пакета и частью диффузора. В 2005 году коробки передач пришлось уменьшить, потому что из-за новых правил аэродинамики стало меньше свободного места. Переход с двигателей V10 на V8 позволил командам немного расширить коробку передач.

Инженеры Формулы 1 не позволяют себе увлекаться коробками передач. Они поручают конструкторскому бюро упаковать его до определенного размера, чтобы оптимизировать аэродинамику задней части — тогда, если он не ломается каждую вторую гонку (Red Bull в 2007 году), работа не выполняется.

У тех, кто понял, не так много времени, чтобы поздравить себя: технические регламенты 2008 года требуют коробки передач для четырех гонок и новой электроники, предоставленной McLaren / Microsoft.
После этого технические регламенты 2009 года подтверждают использование кинетических систем восстановления двигателя и ожидают, что коробки передач прослужат еще больше гонок. Технический регламент на 2011 год гласит, что коробки передач должны будут продержаться пять гонок вместо четырех ранее. Технологии коробок передач снова должны будут развиваться.

Коробка передач Формулы 1 с сезона 2009 года с задней противоударной конструкцией.Вы можете увидеть элементы задней подвески, прикрепленные к коробке передач, а вверху — коромысла, амортизаторы, толкатель и торсион.

Коробка передач — это тщательно продуманный, секретный высокотехнологичный продукт, и все 400 отдельных деталей, включая подшипники и уплотнения, производятся специально для каждой команды. Естественно, у всего этого есть своя цена: коробка передач Формулы-1, по оценкам экспертов, стоит около 150 000 евро.
До 2009 года надежность отдельных частей варьировалась: в то время как шестерни менялись после каждой гонки, картера коробки передач обычно хватает на весь сезон или около того.
Многие внутренние компоненты поступают от внешних поставщиков, таких как Xtrac и Hewland.

Основанная Майком Хьюландом в 1957 году, компания Hewland Engineering изобрела индивидуальную коробку передач для гоночных автомобилей и с тех пор поставляет мировые конструкторы гоночных автомобилей.
Сегодня Hewland поставляет трансмиссии для автоспорта 21 века удивительному списку клиентов, охватывающему множество разнообразных гоночных серий по всему миру.

Коробка передач F1, используемая Ferrari в сезоне 2000 года

Углепластик

— отличный материал для резервуаров, крышек и ударных конструкций, но он не очень хорошо воспринимает точечные нагрузки.Шарниры, корпуса подшипников и опоры подвески — все требует очень тщательного детального проектирования, чтобы распределить сосредоточенные нагрузки на материал, и, как он много раз демонстрировал за годы работы в Chaparral, McLaren, Ferrari, Benetton and Arrows, Джон упивается и выделяется деталями. дизайн.

Джон никогда не был особенно доволен литым магнием, и он уже избавился от него для изготовления стоек еще в 1975 году на автомобиле Parnelli Formula 1. Когда он во второй раз перешел в Ferrari в 1993 году, они использовали магниевый корпус, продольную коробку передач с шестернями за главной передачей и систему подрулевых лепестков, которую Джон впервые применил во время своего предыдущего пребывания там.Технология литья в то время производила магний с возможностью пористости и переменной толщины стенки из-за проблем с точным позиционированием стержней в процессе литья. Конструкторам пришлось увеличить конструктивно оптимальную толщину стенок, чтобы учесть эти недостатки, и, наряду с хорошо известным снижением жесткости магния выше примерно 100 ° C, это привело к комбинированному весу колокола / масляного бака двигателя / корпуса коробки передач около 27,5. Кг. Нагрузки, проходящие через коробку передач как часть шасси автомобиля, и изгиб горячего корпуса часто приводили к появлению усталостных трещин вокруг концентраторов напряжений в новой конструкции, и даже корпуса проверенной конструкции требовали замены через полсезона. большинство.

Джон хотел сделать что-то другое для машины 1994 года. «Я посмотрел на поперечную компоновку, чтобы увидеть, смогу ли я выровнять подшипники валов шестерен и главной передачи / дифференциала в плоскости и переместить вес впереди задних колес. Таким образом я мог повесить их на плоские пластины и, следовательно, изготовить корпус редуктора. Я хотел сделать это из углепластика, но не был уверен, что подвесить подшипники из этого материала. Вместо этого мы использовали сталь ». Корпус редуктора был изготовлен в виде сборного стального ящика с боковыми сторонами, вырезанными из 25-миллиметрового листа, фрезерованного на станке с ЧПУ до 1.Толщина стенки 2мм и ребра. Коробка передач весила лишь немного меньше магниевой, которую она заменила, что разочаровало. «В середине сезона мы перешли на титан вместо стали и сразу же получили снижение веса на 40%». Изготовленные на базе дизайна и разработки Феррари Барнарда в Великобритании (ныне B3 Technologies), они должны были заняться сваркой титана в резервуарах с инертным газом. «Проблем было немного: чтобы избежать деформации при сварке тонких деталей, ее нужно было делать в правильном порядке и давать остыть между этапами.«Обработка титановых пластин потребовала значительных вложений в станки с ЧПУ, но в остальном Джон утверждает, что этот подход не дороже традиционных методов. Однако время обработки больше и не может конкурировать с темпами литья.

Снижение веса задней части автомобиля было наиболее ценным, но повышенная жесткость в горячем состоянии также означала лучшую надежность передачи. Поскольку шестерни не сильно смещаются под нагрузкой, их можно отшлифовать до более точных профилей для большей эффективности и долговечности.

Поперечная коробка передач 94-го года была первой, в которой использовалось внутреннее шлицевое соединение с упорным кольцом Джона. Три торцевых упора на каждой шестерне зацеплены с внутренними упорами, которые сами имеют шлицы на внутреннем диаметре для зацепления с валом. Экономия ширины составила около 6 мм на каждое кольцо, что дает уменьшение общей ширины на 18 мм. С тех пор он использует эту схему. В 1995 году изготовленный титановый корпус редуктора прикручен болтами к колпаку из углепластика / масляному резервуару, на который были смонтированы узлы подвески и на которые подавалось большинство нагрузок подвески.Первоначально были некоторые проблемы с растрескиванием и утечками масла в точках крепления подвески на масляном баке из углепластика. Это было вызвано недостаточным перекрытием в стыках, и после того, как резервуар был покрыт составом для гидроизоляции резервуара, утечек больше не произошло. Коробки передач ’94 и ’95 были трехопорными, но в 1996 году Джон перешел на двухопорную конструкцию. Этот год также был первым, в котором была установлена ​​противоударная конструкция из углепластика, хотя и на год раньше требований FIA.Та же самая базовая компоновка — раструб из CFPR / корпус редуктора из титана / задний кожух из углепластика и ударная конструкция — с тех пор используется в Ferrari, но в продольной компоновке с 1998 года.

Обладая 4-летним успешным опытом изготовления коробок передач из углепластика и титана, Джон решил сделать следующий шаг, когда он присоединился к Arrows для проектирования их автомобиля 1998 года. Он был не единственным техническим директором, который считал, что настало время для коробки передач из углепластика: Алан Дженкинс поручил создание такой же молодой команды Stewart.Обе коробки были продольными, и обе скреплялись поперечными переборками, чтобы нести подшипники зубчатых валов. Тем не менее, если в корпусе Arrow для переборок использовался титан, то в Stewart использовался алюминий, и разный успех этих двух конструкций коренится в этом варианте. В то время как Arrows продолжают использовать базовую компоновку Barnard, Stewart, теперь Jaguar, вернулась к магнию после многих проблем с соединениями между алюминиевыми переборками и кожухом из углепластика, несмотря на то, что в конечном итоге проблемы решила.Джон: «Склеенные соединения являются ключом к созданию успешной коробки передач из углепластика. Соединения должны иметь полностью обработанные сопрягаемые поверхности и правильную подготовку поверхности. У нас не было проблем с утечками в соединениях (переборки удерживают масло внутри), и Я подозреваю, что это был выбор Стюарта алюминия, который имеет более чем в два раза большее тепловое расширение, чем титан, что вызвало у них проблемы. Коэффициент теплового расширения углепластика очень низкий, и когда коробка нагревается до рабочей температуры более 100 ° C , в стыке между двумя материалами может возникнуть довольно много напряжений.«

Коробка передач из углеродного волокна, разработанная в 1998 году Джоном Барнардом для Arrows

Одна проблема возникла при первоначальном тестировании редукторов, которое было настолько сложно диагностировать, что это почти привело к отказу от конструкции из углепластика, хотя в конечном итоге выяснилось, что проблема не связана с использованием материала. Собаки переключения передач давали сколы, так что переключение передач быстро ухудшалось, и вскоре после этого последовал отказ.В конечном итоге проблема была обнаружена в ступицах шестерен меньшего размера 0,001 дюйма (40 микрон), на которых перемещались собачьи кольца. Это приводило к небольшому наклону собачьих колец, когда они находились в выключенном положении, и позволяло собачкам двигаться. дотроньтесь до соответствующих выступов на шестерне, которая затем откололась. Джон: «Это был классический пример того, как новые элементы конструкции, как правило, обвиняют в любых недостатках, даже если причина может быть связана с традиционными инженерными процессами».

Основной корпус из углепластика весил менее 9 кг, а задний корпус, включая заднюю противоударную конструкцию, весил 4 кг, а вместе взятые они составляли 14 кг.Это хорошо по сравнению с эквивалентными магниевыми корпусами, которые они заменили, которые весили 25 кг. Экономия в задней части автомобиля превратилась в более доступный балласт, который можно было установить вперед, в эпоху, когда прилагались все усилия, чтобы перенести вес вперед, чтобы широкие передние шины работали. В конструкции, полностью изготовленной из углепластика, отсутствует соединение между корпусом раструба и коробкой передач, что увеличивает общую жесткость. Неожиданным преимуществом было то, что масло в коробке было холоднее — 100 ° C вместо более обычных 130 ° C.Частично это связано с более высокой эффективностью шестерен с правильным зацеплением, но Джон также считает, что изоляционные свойства корпуса из углеродного волокна / бисмаламидной смолы предотвращают передачу тепла от потока горячего воздуха от радиаторов и вокруг выхлопных труб к системе охлаждения. масло. В целом коробки передач Arrows были надежными и прослужили более одного сезона.

Коробка передач из углеродного волокна, разработанная в 1998 году Джоном Барнардом для Arrows

Среди бесчисленных изменений правил, внесенных в сезон 2011 года, одним из менее заметных было то, что коробки передач теперь должны служить пять этапов подряд, а не четыре в 2010 году.Кроме того, каждая команда должна была выбрать 30 вариантов передаточных чисел, прежде чем сезон начался, чтобы покрыть потребности 19 трасс, которые должны быть в состоянии справиться с самыми медленными поворотами в Монако и длинными прямыми в Монце с включенным DRS. Это правило означает, что командам доступно 30 вариантов соотношений, а не только 30.
Например, Автодром Валенсии требует наибольшего количества переключений передач за круг. Автодром Валенсии требует 64 переключения передач за круг; только Сингапур требует больше, с 71 заменой за круг.Это составляет более 3648 переключений за гонку по сравнению с 3100 переключениями передач в среднем за сезон. Это означает, что в среднем водители переключают передачи каждые 85 метров, по сравнению с каждым 61-м метром в Монако или, наоборот, каждые 143 метра в Спа. В прошлом году коробка передач использовалась на пробеге от 2100 до 2500 километров; Ожидается, что в 2011 году это расстояние составит от 2600 до 3000 километров. Таким образом, в течение цикла из пяти гонок коробка передач должна выполнить более 25 000 переключений передач.
Коробка передач обычно работает при температуре до 130 градусов Цельсия и должна передавать около 5000 Нм на главной передаче. Сама коробка передач весит менее 40 кг и включает более 500 отдельных компонентов; К ним относятся не только функции коробки передач, но и точки крепления подвески, задняя противоударная конструкция и многие гидравлические компоненты.

Ознакомьтесь с моей статьей

«Техника смещения».

СТАТЬЯ 9: СИСТЕМА ПЕРЕДАЧ
9.1 Типы трансмиссии:
Ни одна трансмиссия не может допускать вращения более двух колес.
9.2 Управление сцеплением:
Следующее применимо только к сцеплению или сцеплениям главной трансмиссии, любое сцепление, используемое исключительно как часть ERS, не применяется.
9.2.1 Если используется несколько приводных устройств сцепления, все они должны иметь одинаковые механические характеристики хода и отображаться одинаково.
9.2.2 Конструкции, которые позволяют водителю определять определенные точки в диапазоне хода рабочего устройства сцепления или помогают ему удерживать положение, не допускаются.
9.2.3 Минимальное и максимальное положения рабочего хода устройства сцепления должны соответствовать полностью включенному нормальному исходному положению и полностью выключенному (неспособному передавать какой-либо полезный крутящий момент) положениям соответственно.
9.2.4 Конструкции или системы, которые в дополнение к типичным внутренним гидравлическим и механическим свойствам предназначены или имеют эффект, регулируют или иным образом влияют на величину или скорость взаимодействия, требуемую блоком управления FIA, не являются разрешенный.
9.2.5 Величина включения сцепления должна контролироваться исключительно и непосредственно водителем, за исключением: a) предотвращения опрокидывания. б) Переключение передач. c) Датчик точки прикуса, в котором используются предохранители давления в тормозной системе, скорости вращения колес и сцепления водителя. г) Защита от выключения сцепления. e) Защита трансмиссии на трассе вне периода блокировки пуска или только сразу после активации предотвращения сваливания. е) Тестовые сигналы включаются только тогда, когда автомобиль подключен к гаражной системе.Взаимосвязь между устройством управления сцеплением в кабине и величиной включения сцепления может быть нелинейной, но должна оставаться неизменной.
9.2.6 Когда приводное устройство сцепления выходит из своего максимального положения хода, оно должно вернуться в свое положение покоя в течение 50 мс. Максимально допустимая задержка, вычисленная из соответствующих положений, записанных ADR или ECU, между входным сигналом управления приводом сцепления и соответствующим достигаемым выходным требованием составляет 50 мс.
9.2.7 Любое устройство или система, которые уведомляют водителя о величине проскальзывания или включения сцепления, не разрешены.
9.3 Противобуксовочная система:
Ни один автомобиль не может быть оборудован системой или устройством, способным предотвратить пробуксовку ведомых колес под действием мощности или компенсировать чрезмерную потребность в крутящем моменте водителем. Использование любого устройства или системы, уведомляющих водителя о начале пробуксовки колес, запрещено.
9.4 Отключение сцепления:
Все автомобили должны быть оборудованы средствами отключения сцепления на срок не менее пятнадцати минут в случае остановки автомобиля с остановленным двигателем.Эта система должна быть в рабочем состоянии на протяжении всего мероприятия, даже если основные гидравлические, пневматические или электрические системы автомобиля вышли из строя. Эта система также должна отключать любую систему ERS, установленную в автомобиле. Чтобы водитель или маршал мог активировать систему менее чем за пять секунд, переключатель или кнопка, которая ее задействует, должны:
a) быть обращенными вверх и быть утопленными в верхней части камеры выживания на расстоянии не более 150 мм от центра автомобиля. линия.
b) Разработан таким образом, чтобы маршал не мог случайно снова включить сцепление.
c) Находиться на расстоянии менее 150 мм от передней части проема кабины.
d) Обозначить буквой «N» красного цвета высотой не менее 40 мм с толщиной линии не менее 4 мм внутри белого круга диаметром не менее 50 мм с красным краем и толщиной линии не менее 2 мм.
9.5 Коробки передач:
9.5.1 Коробка передач определяется как все части в трансмиссии, которые передают крутящий момент от выходного вала силового агрегата, как описано в статье 5.3.2, к приводным валам (приводные валы определяются как те компоненты, которые передают крутящий момент от подрессоренной массы к неподрессоренной массе).Он включает в себя все компоненты, основное назначение которых — передача мощности или механическое переключение передач, подшипники, связанные с этими компонентами, и кожух, в котором они размещены.
9.5.2 В этом контексте следующие детали не считаются частью коробки передач и могут быть изменены без штрафных санкций в соответствии со Спортивным регламентом F1. Если при замене какой-либо из этих деталей сломано уплотнение, наложенное FIA, это может быть выполнено, но должно выполняться под контролем FIA:
a) Узел сцепления и выходной вал силового агрегата, при условии, что он расположен до любого механического снижения скорости со стороны двигатель.
b) Привод сцепления и выжимной подшипник (и) сцепления.
c) Внутренние шарниры и уплотнения приводного вала, но не их корпус, если этот корпус является одним целым с выходным валом коробки передач и, следовательно, является частью подрессоренной массы.
d) Гидравлическая система до точки, в которой она производит прямое механическое движение механизма выбора передачи с помощью гидравлического привода (ей).
e) Масло, масляные насосы, масляные фильтры, масляные уплотнения, маслоохладители и любые соответствующие шланги или трубы.
е) Электрические датчики, приводы, сервоклапаны и проводка.
г) Любые части, связанные с подвеской или функционированием рессорной подвески, которые прикреплены к корпусу коробки передач.
h) Задняя противоударная конструкция при условии, что она может быть отделена от любого кожуха коробки передач.
i) Любой другой компонент, установленный на кожухе, основное назначение которого не связано с передачей мощности или выбором передач.
9.6 Передаточные числа:
9.6.1 Число передаточных чисел переднего хода должно быть 8.
9.6.2 Каждый участник должен назначить передаточные числа переднего хода (рассчитанные от коленчатого вала двигателя до приводных валов), которые будут использоваться в их коробка передач.Эти номинации должны быть объявлены техническому делегату FIA на первом мероприятии Чемпионата или до него. На 2014 год только участник может повторно номинировать эти соотношения один раз в течение сезона чемпионата, и в этом случае первоначальная номинация немедленно аннулируется, за исключением дальнейшего использования бывших в употреблении коробок передач (в соответствии со статьей 28.6 Спортивных правил 2014 года) для первого и Вторая тренировочная сессия Мероприятия. Повторные номинации долей должны быть объявлены как единое целое.
9.6.3 Пара передних передаточных чисел не может быть:
a) Ширина менее 12 мм при измерении поперек зуба шестерни на диаметре основания или в любой точке на 1 мм выше или ниже диаметра основания. Выше этой области каждая сторона зубьев шестерни может иметь фаску максимум на 10˚. Кроме того, на боковых сторонах и на концах зубьев может быть нанесена фаска или радиус, не превышающий 2,0 мм.
b) Между центрами менее 85 мм.
c) Вес менее 600 г (без учета встроенного вала или втулки). Если необходимо исключить цельный вал или втулку, их массу можно показать расчетом, предполагая, что ширина шестерни 12 мм, а геометрия вала такая же, как и при использовании скользящих шестерен.
9.6.4 Передаточное число должно быть из стали.
9.6.5 Системам бесступенчатой ​​передачи не разрешается передавать мощность энергоблока, указанного в Статье 5.1. 9.7 Передача заднего хода: все автомобили должны иметь возможность управлять задним ходом водителем в любое время во время соревнования.
9.8 Переключение передач:
9.8.1 Автоматическое переключение передач считается средством помощи водителю и поэтому не допускается. Для переключения передач крутящий момент сцепления и силового агрегата не обязательно должен находиться под контролем водителя.
9.8.2 Переключение передач запрещено в следующие периоды: Одно переключение передач разрешено после начала гонки и до того, как скорость автомобиля достигнет 80 км / ч, при условии, что каждая передача, установленная на автомобиле, способна проехать не менее 80 км. / ч при 15000 об / мин.
9.8.3 Минимально возможная передача, которую может выбрать водитель, должна оставаться неизменной во время движения автомобиля. Каждое отдельное переключение передач должно инициироваться отдельно водителем и в пределах механических ограничений коробки передач; запрошенная передача должна быть включена немедленно, если только защита от превышения оборотов не используется для отклонения запроса на переключение передач.После принятия запроса на переключение передачи дальнейшие запросы не могут быть приняты до тех пор, пока не будет выполнено первое переключение передачи. Многократное переключение передач может производиться только в соответствии со Статьей 5.22 или когда переключение на нейтральное положение коробки передач осуществляется по запросу водителя. Если используется стратегия защиты от превышения числа оборотов, это может только предотвратить включение целевой передачи, она не должна вызывать задержку более 50 мс. Если в переключении передачи отказано таким образом, включение может быть выполнено только после нового и отдельного запроса, сделанного водителем.Любое время устранения дребезга, используемое для обработки запросов на переключение передач водителя, должно быть исправлено.
9.8.4 Максимально допустимая продолжительность для понижающих и повышающих изменений составляет 300 мс и 200 мс соответственно. Максимально допустимая задержка для последнего составляет 80 мс с момента запроса водителя до выключения исходной передачи. Продолжительность переключения передач определяется как время от момента запроса до момента, когда все процессы переключения передач завершаются. Если по какой-либо причине переключение передач не может быть завершено за это время, автомобиль необходимо оставить на нейтрали или на исходной передаче.
9.8.5 Расстояние между каналом или гусеницей не считается допустимым входом для управления коробкой передач.
9.9 Системы передачи крутящего момента:
9.9.1 Любая система или устройство, конструкция которых способна передавать или отклонять крутящий момент от колеса с более медленным вращением к более быстрому, запрещены.
9.9.2 Запрещается использовать любое устройство, способное передавать крутящий момент между главными осями вращения двух передних колес.

Вернуться к началу страницы

Описание бесступенчатой ​​трансмиссии

(CVT)

Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

хвалят за возможность обеспечить плавное вождение и повысить топливную экономичность, но без фиксированных передаточных чисел, как они работают?

IN A NUTSHELL, бесступенчатая трансмиссия или вариатор, не предлагает фиксированных передаточных чисел, таких как механическая коробка передач, автоматическая трансмиссия или DSG (Direct Sequential Gearbox, новый тип автомобилей).Скорее, вариатор позволяет двигателю транспортного средства работать с наиболее эффективными оборотами в минуту (об / мин) в диапазоне скоростей транспортного средства. Наиболее очевидное применение CVT — это когда вы пытаетесь обеспечить максимальную топливную экономичность, поэтому Subaru использует парные двигатели Boxer и полный привод (полный привод увеличивает вес и может повлиять на расход топлива, увеличивая относительный расход топлива. Subaru по сравнению с внедорожником без полного привода в том же сегменте) с вариатором.

В этой статье на простом английском языке объясняется, как работает вариатор, почему производители его используют и как вождение автомобиля с ним требует некоторого привыкания.

Как работает автоматическая коробка передач

Обычная автоматическая коробка передач использует передачи для согласования скорости двигателя со скоростью движения. На низкой скорости двигатель вращает маленькую шестерню, которая соединена с большей шестерней, которая вращает колеса через другие компоненты трансмиссии. На каждый оборот маленькой шестерни большая шестерня вращается лишь на небольшую долю. Это похоже на использование пониженной передачи на велосипеде. И когда вы ведете машину на первой (самой низкой) передаче, вы знаете, что можете достаточно сильно увеличить обороты двигателя, и машина не едет очень быстро — причина в этом.

На более высокой скорости все наоборот. Теперь двигатель вращает большую шестерню, соединенную с маленькой шестерней, поэтому за каждое вращение большей шестерни меньшая шестерня поворачивается несколько раз. По ходу движения вы поймете, что на высшей передаче вашему двигателю нужно всего лишь 3000 об / мин для 100 км / ч, тогда как 3000 об / мин на первой передаче вы увидите только на скорости около 25 км / ч.

Между первой и высшей передачами есть другие передаточные числа, и в наши дни их обычно всего шесть, но в некоторых новых автоматах их целых девять.Комбинации передач тщательно подбираются таким образом, чтобы двигатель оставался в наилучшем диапазоне оборотов по мощности, крутящему моменту (усилию поворота) или эффективности. Но это всегда компромисс, даже с девятью скоростями. Кроме того, автопроизводители прилагают массу усилий, чтобы сгладить переключение передач, а также сделать их более быстрыми.

Таким образом, стандартная автоматическая коробка передач несколько скомпрометирована, потому что двигателю приходится выбирать только несколько передаточных чисел. Причина, по которой это далеко не идеально, заключается в том, что двигатели лучше всего оптимизированы для работы только в узком диапазоне оборотов.Чем шире диапазон оборотов двигателя, тем больше компромиссов приходится делать конструкторам. Как и все остальное, многоцелевое; Вы покупаете объектив камеры с фокусным расстоянием от 18 до 300 мм, и он никогда не будет так хорош, как два объектива с фокусным расстоянием 18 и 300 мм соответственно. Существуют всевозможные технологии, помогающие двигателям работать в диапазоне оборотов, например, регулируемые фазы газораспределения, но, тем не менее, фундаментальная проблема остается.

Почему вариатор лучше?

Введите CVT или бесступенчатую трансмиссию.В этом дизайне полностью отсутствуют шестерни. Вместо двух шестерен здесь два шкива, соединенных ремнем. Двигатель вращает один шкив, а другой соединен с остальной трансмиссией с колесами. Магия вариатора заключается в том, что размер шкивов может меняться от маленького до большого, а между ними может быть бесконечное количество размеров.

Итак, для начала, шкив двигателя будет маленьким, а второй — большим, как и на первой передаче. Но по мере того, как автомобиль набирает скорость, шкив двигателя плавно уменьшается в размерах, как и другой шкив.Фактически, вы все время переключаете передачу. Есть несколько разных способов добиться различий в размерах шкивов, но основной принцип всегда один и тот же.

Для водителя это означает, что двигатель может сразу перейти на оптимальный диапазон оборотов для данной ситуации. Этот диапазон оборотов обычно обеспечивает максимальную эффективность, максимальную мощность или максимальный крутящий момент. Оказавшись в благоприятном диапазоне оборотов, двигатель просто удерживает свои обороты, и передачи «переключаются» по мере изменения относительных размеров двух шкивов.Результат — более плавный, эффективный и быстрый ход по сравнению с обычной автоматической коробкой передач. Однако есть и обратная сторона: потери энергии из-за трения больше у вариатора — от 5 до 15% в зависимости от типа, тогда как с обычными передачами они больше 2-5%. Как всегда, развитие сокращает разрыв, и тот факт, что вариатор позволяет двигателю оставаться на оптимальных оборотах, изменения более чем компенсируют дополнительную потерю эффективности.

Итак, все должны быть счастливы, не так ли?

Нет.

Проблема с вариатором

вариаторы иногда кажутся ужасными; как будто тянется резинка, и многие водители думают, что с машиной что-то не так. Это связано с тем, что, когда вы тронетесь с места, двигатель сразу перейдет к точке оборотов и останется там, пока машина разгоняется. Это ощущается и звучит так, будто в машине пробуксовывает сцепление или неисправна автоматическая коробка передач. Это немного похоже на прогулку на лодке с небольшим подвесным мотором: вы набираете обороты подвесного двигателя, и обороты остаются прежними, пока лодка набирает скорость.Вы также не получите такой скорости управления дроссельной заслонкой, если увеличите или уменьшите обороты, а это иногда непопулярно среди водителей. Короче говоря, никому не нравится опыт CVT, по крайней мере, поначалу, потому что он ужасно противоречит всему, к чему они привыкли.

Таким образом, производители обходят проблему, искусственно создавая «шестерни» в своих вариаторах. Проще говоря, это предварительно заданные точки, в которых конструкторы решают, что два шкива будут иметь определенные относительные размеры, как и обычные шестерни. Затем они настраивают вариатор так, чтобы фиксировать эти размеры шкивов, и когда двигатель исчерпывает обороты, он «переключает передачу» на следующий набор относительных размеров шкивов.

Разве это не просто разрушает суть вариатора?

Ну да, но не совсем. Во-первых, эти «шестерни» представляют собой не что иное, как программные настройки в компьютере, определяющие относительные размеры двух шкивов, а не физически блокирующие шестерни. Таким образом, «передаточные числа» можно изменить в любое время, что немного проще, чем физически менять куски металла, называемые шестернями. Subaru проделала этот трюк с WRX, который в экономичном режиме имеет шесть скоростей, а в режиме производительности — восемь.Также Toyota утверждает, что вариатор Corolla имеет семь скоростей. Это вроде как есть, но они могли бы так же легко поставить туда 16 скоростей, но никто бы не воспринял это всерьез — это потрясающе, но вариаторы — хороший пример того, где маркетинг превосходит хорошую логическую инженерию.

В любом случае, нам нужно изучить, почему Subaru выбрала, по-видимому, нелогично, шесть скоростей для эффективности и восемь для производительности. Почему не по восемь на каждого? Линии ответа в самом сердце системы вариатора.В режиме повышения эффективности вариатор в WRX не точно соответствует увеличению оборотов и увеличению скорости. Вы можете видеть, как скорость автомобиля меняется, а обороты остаются неизменными в каждом из шести передаточных чисел. Это небольшая, но важная мера экономии топлива. На самом деле это не заметно, если вы его не ищете — иначе водители были бы расстроены — и, конечно, было бы лучше не иметь передач и поддерживать двигатель только в одном диапазоне оборотов, но мы обсуждали, почему этого не делают.

В режиме производительности Subaru заблокировал вариатор — любое изменение оборотов означает изменение скорости.Относительный размер шкивов изменяется только в восьми заранее заданных передаточных числах («шестеренках»). Эффект представляет собой более прямую связь между педалью газа и скоростью и ощущение увеличения оборотов точно по мере увеличения скорости — это то, что ищут водители, ориентированные на производительность и спортивные состязания, хотя иронично, что желаемый эффект на самом деле медленнее и менее эффективен. .

Трансмиссии CVT также не могут обрабатывать такую ​​же мощность, как обычные трансмиссии, хотя ситуация постепенно меняется.Это одна из причин, по которой вы не видите их на мощных автомобилях или больших грузовиках. Вариаторы часто встречаются в небольших автомобилях и внедорожниках. Их часто используют в небольших промышленных транспортных средствах, таких как легкие тракторы, и вы также видите их на снегоходах. В небольшом внедорожнике Tomcar австралийского производства (на фото выше) также используется вариатор, а новый Pathfinder от Nissan — один из самых больших автомобилей с мягким верхом, но в его основе тоже есть вариатор.

Резюме — плюсы и минусы вариатора

Автомобиль с вариатором будет более экономичным, чем обычный автомобиль, особенно при остановке / трогании или когда вы постоянно меняете скорость.Он должен быть ровнее и тише. Однако чем больше вы получаете этих преимуществ, тем сильнее ощущается моторная лодка, когда возникает странное ощущение увеличения скорости при неизменных оборотах двигателя. Если вы можете смириться с этим, а на самом деле единственные люди, которые не могут этого сделать, — это заправщики, то вариатор вполне может быть для вас.

Как это работает: Автоматические коробки передач

Автоматическая коробка передач кажется довольно простой; в конце концов, вы просто помещаете его на Диск и вперед. Но, как и в случае с большинством автомобильных вещей, очень сложно сделать так, чтобы это выглядело просто.

Двигатель содержит тяжелый вращающийся центральный цилиндр коленчатого вала, который обеспечивает вращение колес. «Обороты двигателя» — это скорость вращения коленчатого вала, измеряемая в оборотах в минуту или «об / мин». Большинство двигателей вырабатывают большую часть своей мощности в относительно узком диапазоне скоростей, но для управления автомобилем требуется более широкий диапазон. Трансмиссия является жизненно важным звеном, увеличивающим крутящий момент для ускорения после остановки или предотвращающим чрезмерную работу двигателя на скоростях шоссе.

Автоматическая коробка передач использует датчики для определения момента переключения передач и переключает их с помощью внутреннего давления масла. Несмотря на то, что в трансмиссию встроено множество компонентов, и их фактическая работа немного сложнее, чем в упрощенной версии, представленной здесь, ключевыми компонентами являются преобразователь крутящего момента и планетарные редукторы.

Шестерни внутри восьмиступенчатой ​​автоматической коробки передач, а также крыльчатка и турбина внутри гидротрансформатора слева.BMW

Для переключения передач необходимо временно отсоединить трансмиссию от двигателя. На механической коробке передач водитель делает это, нажимая на педаль сцепления, а на автоматической — через гидротрансформатор.

Внутри преобразователя крутящего момента, заполненного трансмиссионной жидкостью, есть два веерообразных компонента: крыльчатка, прикрепленная к коленчатому валу двигателя, и турбина, прикрепленная к входному валу трансмиссии. Когда двигатель вращает крыльчатку, его лопасти перемещают жидкость, что, в свою очередь, заставляет турбину вращаться.Жидкость движется по замкнутому контуру. Третий веерообразный компонент, статор, находится между крыльчаткой и турбиной и помогает направлять движение жидкости. Когда вы нажимаете дроссель для увеличения скорости, жидкость перемещает турбину быстрее, чтобы передать больше энергии через трансмиссию. По мере замедления движение жидкости замедляется, турбина перестает вращаться, и двигатель может сидеть и работать на холостом ходу без остановки.

Турбина и рабочее колесо не прикреплены постоянно, и рабочее колесо всегда вращается быстрее. В большинстве автомобилей используется гидротрансформатор с механической муфтой, которая временно соединяет два компонента на более высоких скоростях, чтобы улучшить экономию топлива.

Вырез гидротрансформатора Silverado с маятником для компенсации любой вибрации двигателя.

Как только эта мощность будет передана на входной вал трансмиссии, пора планетарной передаче сделать свое дело. Название происходит от того, как они устроены. Центральная шестерня называется солнечной шестерней, в то время как меньшие планетарные шестерни вращаются вокруг нее, удерживаясь в кольце, называемом водилом планетарной передачи. Их всех окружает большой зубчатый венец, который находится в зацеплении с планетарными шестернями в их водиле.

Вместо использования отдельной шестерни для каждой передачи, различные скорости трансмиссии достигаются за счет комбинации шестерен. Солнечная, планетарная и коронная шестерни входят в зацепление в различных комбинациях, например, внешняя кольцевая шестерня вращается, а внутренняя солнечная шестерня остается неподвижной. Это достигается с помощью небольших фрикционных муфт, которые задействуют шестерни для поворота, и лент, которые удерживают их в стороне, чтобы они не вращались. Муфты и ленты приводятся в действие пальцами и клапанами, которые активируются трансмиссионной жидкостью под давлением.

Восьмиступенчатая автоматическая коробка передач для переднеприводной Тойоты. Тойота

Создавая различные передаточные числа, трансмиссия забирает мощность от двигателя и увеличивает или уменьшает ее на пути к выходному валу, который передает мощность на колеса. На первой передаче двигатель вращается относительно медленно, так как водитель постепенно нажимает на дроссель, поэтому трансмиссия использует низкую передачу, чтобы умножить крутящий момент, передаваемый на колеса, чтобы дать им мощность, необходимую для ускорения. На скоростях шоссе трансмиссия использует повышенную передачу, когда выходная скорость трансмиссии выше, чем скорость, поступающая от двигателя, что позволяет экономить топливо и сокращать износ двигателя.

Когда трансмиссия переведена в режим заднего хода, малая солнечная шестерня поворачивает наружную кольцевую шестерню назад. Для парковки небольшой зубчатый стояночный механизм надежно удерживается небольшой защелкой, называемой парковочной защелкой, которая не позволяет выходному валу вращать колеса.

Мощность, передаваемая трансмиссией, не поступает прямо на колеса, которые должны иметь возможность вращаться с разной скоростью. Если бы они этого не сделали, вы не смогли бы правильно повернуть угол, поэтому автомобиль использует дифференциал, чтобы разделить мощность и передать нужное количество на каждое колесо.На переднеприводном транспортном средстве дифференциальные шестерни объединены в картер трансмиссии, и весь блок обычно называют трансмиссией.

Хотя трансмиссии не требуют такого ухода, как двигатель, им все же нужно немного любви.

No related posts.