Секвентальная коробка передач: что это такое и как работает

Секвентальная коробка передач

Секвентальная коробка передач автомобиля

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

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

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

Плюсы и минусы

Теперь вы знаете, что такое СКПП и что значит секвентальность. Нет? Да это же последовательность в переводе. Тут вообще все становится на свои места.

Посмотрев видео и изучив особенности такой коробки, возникает вопрос — стоит ли брать машину с этой КПП. Немного вам помогу, рассказав про сильные и слабые стороны секвенталок.

Начнем с преимуществ.

Высокая скорость переключения. Автомат живет своей жизнью, потому иногда он откровенно тупит и не делает то, чего ждешь. Механику переключать сложнее. Оптимальную скорость выдает СКПП. Электронный блок и гидравлика обеспечивают минимальные затраты по времени на переход с передачи на передачу

Для профессионального автоспорта это крайне важно.
Удобство. Выжимать педаль сцепления, попадать в передачу, да еще и на скорости при плохой дороге — удовольствие сомнительное

СКПП гарантирует точность и комфорт при переключениях. Это бесспорный факт.

• Отсутствие потери скорости. Да, секвентальная коробка переключает быстро, провалов между переходами нет, отсюда и размеренная езда, быстрый набор скорости.
• Расход топлива. Все предыдущие пункты влияют на появление этого преимущества. СКПП бережно расходует топливо и помогает экономить.
• Подрулевые лепестки. Дополнительная опция, позволяющая почувствовать себя гонщиком. Удобно и необычно.
• Два режима. Но тут внесу поправку. Это у АКПП есть функция перехода на ручной режим с помощью секвентальной системы. Так что это скорее плюс автоматов.

Но не все так идеально. У СКПП есть два существенных недостатка.

• Низкая устойчивость к нагрузкам и износам. Система сложная, состоит из множества элементов и требует аккуратного обращения. Нельзя просто наобум щелкать лепестками или рычагом. Следует правильно выбирать момент для переключения. Если этого не делать, механизмы быстро выйдут из строя. Не зря СКПП стоят на машинах профессиональных гонщиков.
• Цена. Она высока на саму машину с СКПП и на обслуживание такой коробки. Хотя если у вас есть деньги на авто с секвенталкой, стоимость ее ремонта не должна быть проблемой.

Принцип действия

Вам будет интересно:Масло «Вольф»: отзывы, производитель, состав и применение

Техника работы может быть секвенциальной или поисковой. В первом случае реализуется последовательное переключение передач, а во втором – обычное, как в стандартной КПП. На практике чаще используется именно секвенциальный принцип, так как он в большей степени позволяет отразить возможности кулачковой конструкции. Переключение может осуществляться вверх и вниз, а также по сторонам. Управление от водителя производится через рычаг, связанный с валом. Например, переключения кулачковой КПП на ВАЗ-2108 отличаются жесткостью, безотказностью и простотой. Рычаг двигает вал с бороздами волнообразной формы, прокручивая его на определенный градус. В результате активизируется или «нейтралка», или передача. Кстати, в целях дополнительной экономии времени сама ручка КПП делается крупной и высокой, чтобы водитель меньше времени затрачивал на манипуляции с механическим управлением. В техническом отношении наивысшую ступень развития занимают полуавтоматические кулачковые системы, в работе с которыми водителю нужно лишь дожидаться нужного переключения электроникой.

Плюсы и минусы секвентальной коробки передач

Разумеется у агрегатов, имеющих столь серьезные отличия от привычных типов трансмиссий, есть свои плюсы и минусы. В частности, к плюсам секвентальных коробок можно отнести следующие особенности:

Отсутствует педаль сцепления. Это полезно не только водителям-новичкам, которым зачастую сложно освоить нюансы управления сразу тремя педалями, но и опытным водителям.

Скорость переключения. По этому показателю СКПП существенно превосходит «механику», а она, в свою очередь, работает значительно быстрее задумчивого «автомата». Таким образом, у секвентальных коробок по скорости срабатывания нет конкурентов.

Простота переключения

Не важно, какая передача включена в данный момент – вам следует только перевести рычаг в нужную сторону или нажать соответствующую кнопку.

Режимы работы. Многие коробки этого типа поддерживают несколько режимов работы

Это может быть аналог обычной «механики», спортивный режим, обеспечивающий еще более высокую скорость и точность переключения, а также автоматический режим, при котором электроника будет делать все сама. Причем в данном случае сохраняется все та же оперативность работы.

Однако секвентальные трансмиссии нельзя назвать идеальными – наряду с весомыми преимуществами у них есть и определенные недостатки. Причем в отдельных ситуациях они могут оказываться более весомыми, чем плюсы. Вот основные замечания к таким коробкам:

• Недолговечность. Они плохо выносят высокие нагрузки, неизбежно возникающие в процессе езды. Особенно чувствительным элементом такой коробки являются гидравлические сервоприводы. В среднем, СКПП служат в несколько раз меньше в сравнении с традиционными типами КПП.
• Сложность обслуживания и ремонта. Обслуживание и тем более ремонт секвентальной трансмиссии обходится в крупные суммы, что обусловлено особенностями конструкции. Самостоятельно же устранить любую возникшую здесь неполадку практически невозможно. Но даже обращение на СТО не всегда может решить вашу проблему – секвентальные коробки встречаются в России еще достаточно редко, поэтому найти мастера, который имеет опыт работы с ними, может быть очень сложно.

В целом же секвентальная коробка передач, безусловно, является одним из наиболее перспективных видов трансмиссий, использование которых актуально для мощных и скоростных автомобилей. А улучшение их конструкции, устранение слабых мест в работе обеспечат таким КПП возможность получить более широкое распространение на серийных автомобилях.

Область применения

Кулисные механизмы находят применение в тех устройствах и установках, где требуется преобразовать вращение или качание в продольно- поступательное перемещение или сделать обратное преобразование.

Наиболее широко они используются в таких металлообрабатывающих станках, как строгальные и долбежные

Важное преимущество кулисно-рычажного механизма, заключается в его способности обеспечивать высокую скорость движения на обратном ходе. Это дает возможность существенно повысить общую производительность оборудование и его энергоэффективность, сократив время, затрачиваемое на непроизводительные, холостые движения рабочих органов

Здесь же находит применение кулисный механизм с регулируемой длиной ползуна. Это позволяет наилучшим образом настаивать кинематическую схему исходя из длины заготовки.

Механизм конхоидального типа применяется в легком колесном транспорте, приводимом в действие ножной мускульной силой человека- так называемом шагоходе. Человек, управляющий машиной, имитируя шаги, поочередно нажимает на педали механизма, закрепленные на оси с одного конца. Кулисная пара преобразует качательное движение во вращение приводного вала, передаваемое далее цепным или карданным приводом на ведущее колесо.

В аналоговых вычислительных машинах широко применялись так называемые синусные и тангенсные кулисные механизмы. Для визуализации различных функции в них применяются ползунные и двухкулисные схемы. Такие механизмы использовались в том числе в системах сопровождения целей и наведения вооружений. Их отличительной чертой являлась исключительная надежность и устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды (особенно- электромагнитных импульсов) на фоне достаточной для решения поставленных задач точности. С развитием программных и аппаратных средств цифровой техники область применения механических аналоговых вычислителей сильно сократилась.

Еще одна важная сфера применения кулисных пар- устройства, в которых требуется обеспечить равенство угловых скоростей кулис при сохранении угла между ними. Муфты, в которых допускается неполная соосность валов, системы питания автомобильных двигателей, устройство реверса на паровом двигателе.

Конструкция кулачковой КПП

Секвентальный механизм переключенияПятиступенчатый кулачковый рядВнутренний механизм кулачковой КППШестерня и муфта кулачковой КПП

На первый взгляд может показаться странным, но для того, чтобы изготовить «гоночную» коробку, потребовалось не усложнить, а, наоборот, упростить конструкцию обычной механической КПП. В первую очередь избавились от синхронизаторов. Элемент, облегчающий переключение передач, делает это, по спортивным меркам, недопустимо долго. Кроме того, он слишком хрупок.

Вместо синхронизаторов с множеством мелких зубьев зацепление шестерен и муфт обеспечивают имеющиеся на их торцах выступы – кулачки. Количество кулачков невелико – не более 7 на каждой шестерне (муфте), поэтому они входят в зацепление с большим «запасом» по ширине. При их соприкосновении раздается хорошо различимое «клацанье». Кулачки воспринимают всю ударную нагрузку, защищая зубья шестерен от поломок при жестких переключениях.

Сами шестерни по размеру значительно больше, чем в обычной КПП. Кроме того, применяются не косозубые, а прямозубые шестерни. Чем это вызвано? Прямозубые шестерни имеют меньше потерь на трение (что повышает КПД), проще в изготовлении и не создают осевых нагрузок на валы КПП. Однако они способны передавать меньший крутящий момент по сравнению с косозубыми шестернями такого же размера. Поэтому их и изготавливают большего диаметра.

Для более эффективного разгона в «спортивных» коробках применяют сближенные передаточные числа КПП и более длинную первую передачу. В стандартных коробках первая передача выбирается «короткой» из расчета движения в тяжелых дорожных условиях, а не для динамичного разгона.

Механизм переключения у кулачковых КПП бывает поисковый или секвентальный (последовательный). Первый практически ничем не отличается от стандартного. Секвентальный позволяет переключать передачи только последовательно, ступень за ступенью, вверх или вниз. В гоночных условиях он намного удобнее и быстрее поискового. Секвентальный механизм в управлении проще, но технически значительно сложнее.

Для переключения достаточно сдвинуть рычаг вперед или назад, а номер включенной в данный момент передачи отображается на дисплее. Вилки передач двигает специальный вал, имеющий борозды волнообразной формы. С каждым толчком рычага он прокручивается на определённый градус, при этом вилка, продвигаясь по борозде, включает передачу или «нейтралку». Другой вариант – при «толчке» рычага происходит поворот специальной оси с кулачками на определенный угол. Один из кулачков сдвигает вилку и выключает передачу, а другой сдвигает другую вилку, которая вводит в зацепление муфту с шестерней следующей передачи.

Рычаг переключения делают максимально длинным, чтобы приблизить его к рулю – это позволяет водителю дополнительно сократить время на переключение. Рычаг снабжают механической блокировкой, предохраняющей от случайного включения нейтрали или заднего хода. Для ее отключения необходимо нажать кнопку или скобу. Добиться еще большего выигрыша времени позволяют подрулевые переключатели и гидропривод включения передач. При таком варианте время переключения сокращается до 150 миллисекунд и, кроме того, «гидравлика» делает это более «нежно», продлевая жизнь шестерням.

На высшей ступени в иерархии «секвенталок» находятся полуавтоматические КПП. Задача водителя – только вовремя задать момент перехода на другую передачу, а самим процессом переключения управляет автоматика – включает и выключает сцепление, добавляет или сбрасывает «газ» и двигает нужные вилки.

Ограничения по применению секвенциальных КПП

Если даже отбросить тот факт, что обращаться с кулачковыми «коробками» могут только водители с соответствующим опытом физического управления трансмиссией, существует несколько принципиально важных кинематических нюансов эксплуатации таких устройств. Последовательное переключение снижает маневренность автомобиля при выполнении сложных перестроений на дорогах общего пользования. Иными словами, даже ловкий гоночный пилот будет иметь большой проигрыш при переключении вилки из-за необходимости перегазовки с резкими переходами от нижних ступеней к верхним. На прямой трассе, где необходимо постоянное и уверенное поддержание высокого скоростного режима, кулачковая КПП проявляет себя с лучших сторон, однако в гражданской машине ее преимущества переходят в недостатки.

Традиционная коробка

На традиционных КПП, устанавливаемых на большинстве отечественных автомобилей , нейтральное положение рычага включения скоростей установлено посредине. Для того чтобы тронуться с места, мы выжимаем сцепление и включаем первую передачу. В дальнейшем с набором скорости рекомендуется их последовательное переключение.

Эти редукторы гораздо реже отказываются в неожиданных ситуациях перегрузки. При использовании смазки для смазки вместо смазки масла уменьшается вероятность потери смазки через уплотнения вала. Уменьшенная вероятность потери смазки особенно важна для вертикально смонтированных редукторов, как и для мешалок.

На рисунке выше центральный серый цветный вал – входной вал. Тот же самый вал показан на рисунке ниже. Он выполнен с эксцентриковым кулачком на конце вала. Кулачок находится внутри центра циклоидного диска. Когда он вращается, кулачок перемещает циклоидный диск по круговой орбите. Внешние фиксированные штифты и ролики удерживают диск и заставляют его катиться внутри кольца фиксированных штифтов. Когда дисковые рулоны перемещают внутренний набор штифтов и роликов, прикрепленных к выходному валу.

Однако ничто не мешает нам начать движение сразу на второй скорости, если состояние дороги нормальное и двигатель рассчитан на такое действие. Пытаясь запустить двигатель с севшим аккумулятором, мы, толкая автомобиль, для облегчения можем включить сразу и третью, и даже четвертую. Ничто этому не препятствует. Снижая скорость для совершения маневра, мы, притормозив, с четвертой передачи переходим сразу на вторую или на первую. Перепутав, можно и на ходу включить не ту скорость, что для авто далеко не безобидно.

Один поворот кулачка перемещает циклоидный диск поверх одного внешнего штифта. Когда диск вращается, внутренние штифты вынуждаются вместе с ним со скоростью диска. Это означает, что происходит снижение передачи, а выход вращается при более низких оборотах, чем входной вал.

Характер конструкции делает их размер намного меньшим, чем обычный зубчатый редуктор для такого же коэффициента передачи. Это означает, что вам нужно меньше места для их монтирования. Они весят меньше и легче укомплектованы персоналом по монтажу и ремонту. Меньшие внутренние элементы и скользящее действие вращающихся компонентов делают редуктор более тихим, чем обычные редукторы.

Традиционная коробка и автомат

Первый вариант чаще всего встречается на машинах отечественного производства, и нейтральное положение в них находится посредине. Чтобы начать движение, приходится выжать сцепление и включить первую скорость. После этого, наращивая режим, передачи необходимо переключать последовательно.

Но нет помех, чтобы начать двигаться со второй скорости, если для этого подходит состояние дорожного полотна и возможности мотора. А если машину необходимо завести буксиром, то для облегчения действий есть возможность установить коробку на третью или четвертую скорости.
Коробку-автомат придумали, чтобы облегчить управление машиной. Переключение происходит автоматически, водителю остается только газом прибавлять или уменьшать режим.

Итак, применение кулачкового механизма создает сильную нагрузку на мотор, трансмиссию и даже привод. Да и шумовой эффект у нее значительный. Преимущества в вождении имеются, но они не компенсируют способные возникнуть недостатки.

Принцип и устройство

Проще всего сравнить секвентальную коробку с механикой. Мало того, база у них практически одинаковая. Главное отличие заключается в шестернях. Здесь вместо косых зубьев идут прямые. В самой же конструкции отсутствует сцепление за ненадобностью.

Внимание! За переключение передач отвечает блок управления. Само переключение происходит посредством гидравлики

Благодаря всем этим особенностям секвентальная коробка часто устанавливается на гоночные автомобили. Общим знаменателем всех этих модернизаций стало то, что КПП перестала зависеть от вибраций. Точнее, гонщику не нужно тратить время на поиск нужной передачи

Само переключение происходит посредством гидравлики. Благодаря всем этим особенностям секвентальная коробка часто устанавливается на гоночные автомобили. Общим знаменателем всех этих модернизаций стало то, что КПП перестала зависеть от вибраций. Точнее, гонщику не нужно тратить время на поиск нужной передачи.

При сравнении обычной КПП и секвентальной коробки необходимо особое внимание уделить моменту переключения тяги. Как только это происходит, тяга привода подтягивается, поворачивается и нажимается

Так происходит в стандартной системе, но не в последовательной.

Это интересно:  2 основных дефекта прокладки ГБЦ и их причины: замена прокладки в 7 этапов

В секвентальной коробке при переключении одна тяга подтягивается, а другая отвечает за нажатие. Благодаря этому сокращается временной интервал. Это техническое новшество позволило выйти на новый уровень производительности.

Что такое секвентальная коробка передач:

Особенности функционирования

Рычаг переключения в машинах, на которых установлена секвентальная коробка, располагается на руле. В некоторых модификациях можно увидеть кнопки. При этом система функционирует в таких режимах:

• спортивном;
• стандартном;
• автоматическом.

В первых двух вариантах используется механика. Неудивительно, что многие начинающие водители предпочитают ездить именно на такой коробке передач. Как только, они достигнут нужного уровня водительского навыка – для них откроется весь спектр возможностей системы.

Как это работает

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

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

Есть последовательность переключений, нарушать которую СКПП не может.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип действия

Техника работы может быть секвенциальной или поисковой. В первом случае реализуется последовательное переключение передач, а во втором – обычное, как в стандартной КПП. На практике чаще используется именно секвенциальный принцип, так как он в большей степени позволяет отразить возможности кулачковой конструкции. Переключение может осуществляться вверх и вниз, а также по сторонам. Управление от водителя производится через рычаг, связанный с валом. Например, переключения кулачковой КПП на ВАЗ-2108 отличаются жесткостью, безотказностью и простотой. Рычаг двигает вал с бороздами волнообразной формы, прокручивая его на определенный градус. В результате активизируется или «нейтралка», или передача. Кстати, в целях дополнительной экономии времени сама ручка КПП делается крупной и высокой, чтобы водитель меньше времени затрачивал на манипуляции с механическим управлением. В техническом отношении наивысшую ступень развития занимают полуавтоматические кулачковые системы, в работе с которыми водителю нужно лишь дожидаться нужного переключения электроникой.

Использование кулачковой КПП в тюнинге

У начинающих «тюнингеров» часто возникает вопрос: можно ли кулачковую коробку установить на обычный автомобиль? Ответ однозначный – нет. То есть, с технической точки зрения это возможно, но вот с практической – не имеет смысла.

При обычной (не гоночной) езде для продления срока службы коробки необходимо будет пользоваться педалью сцепления при переключениях. А так как кулачковая коробка не имеет синхронизаторов, то переключаться нужно с перегазовкой при переходе на нижнюю передачу, и с двойным выжимом сцепления при переходе на высшую. Это требует тренировки и чувства двигателя – наверняка сломаете зубья не одной шестерне, пока не приобретете прочные навыки. Но даже и имея их, такая езда будет весьма утомительной, особенно в городе.

Еще больше неудобств доставляет в обычных дорожных условиях КПП с секвентальным механизмом переключения. Ведь чтобы переключиться, например, на несколько ступеней вниз, нужно будет соответственно сделать несколько перегазовок. А установка полуавтоматической секвентальной коробки на обычный автомобиль вряд ли будет оправдана с экономической точки зрения.

Из всего сказанного делаем вывод: установка кулачковой КПП (или кулачкового ряда на стандартную КПП) на ваш автомобиль будет оправдана лишь в том случае, если вы готовите его к серьезным соревнованиям. Если же вы хотите улучшить динамические характеристики для обычной езды, проще установить «спортивные» ряды КПП и главную пару дифференциала.