История КПП

Пост обновлен 30 окт. 2018 г.

Самое интересное заключается в том, кому принадлежит идея изобретения этого механизма. По общеизвестным данным, до создания этого устройства, первым додумался Карл Бенц, получивший в 1886 году патент на автомобиль с 0,8-сильным двигателем, а произошло это после того как жена Берта, взяв «Motorwagen», отправилась с сыновьями в город Пфорцгейм (106 километров от Мангейма), чтобы повидать матерь.

Во время этого автопробега ездокам пришлось несколько раз останавливаться в аптеках, где в качестве чистящего средства продавался бензин, чтобы заправить автомобиль. Также в пути они меняли тормозные накладки которые были кожаными и быстро выходили из строя. Кроме того, неоднократно толкали автомобиль в гору, потому как он не мог заехать на подъем.

После поездки Берта дала Карлу совет установить на машину коробку передач.

Benz Motorwagen (1886 год)

Карл Бенц послушал ее совета и установил на автомобиль дополнительную передачу.

По нынешним меркам, первое устройство имело очень примитивную конструкцию. Оно состояло всего из двух шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущей оси и соединены с валом двигателя ремнем. При необходимости, с помощью рычагов, ремень переставлялся с одного шкива на другой. В результате, даже такой простой механизм, позволял регулировать крутящий момент на ведущих колесах. При вращении большого колесного шкива, меньшим шкивом, расположенным на валу мотора, крутящий момент двигателя увеличивался. Это соединение использовалось для того, чтобы тронуться с места. Когда же диаметр шкива на оси был меньше, чем на валу двигателя, то угловая скорость колес возрастала, а усилие двигателя уменьшалось. Немного позже, ремень был заменен на более износостойкую цепь, а вместо шкивов использовали звездочки. Наверное, такой механизм известен всем, ну, по крайней мере тем, кто хоть раз катался на велосипеде.

Настоящей революцией стало изобретение молодого Луи Рено. В 1899 году он зарегистрировал патент на первую в мире коробку передач, впервые применив систему подвижных зубчатых колес и валов. Изобретение, будущего промышленника, основателя крупнейшей французской автомобильной компании оказалось настолько революционным, что было принято практически всеми автомобильными заводами того времени.

Renault A Voiturette (1898 год)

В том же 1899 году Луи Рено приобретает автомобиль De Dion-Bouton – «самодвижущийся экипаж», который и начал совершенствовать. Установив КП с тремя передними передачами и одной задней. Крутящий момент на задние колеса передавали не цепи, а вал с карданными шарнирами. Эта схема трансмиссии до сих пор применяется в конструкции у заднеприводных автомобилей. Третья передача была названа прямой, поскольку передаточное число (отношение частот вращения коленчатого и карданного валов) равнялась единице. Частоты коленвала и кардана совпадали и автомобиль развивал максимальную скорость. Прямая передача также получила название «высшей» , или «Top Gear» по-английски.

Тем не менее, в его автомобиль не верили и он поспорил, что преодолеет на своем автомобиле одну из очень крутых улиц французской столицы, что считалось почти невероятным. Однако Луи смог ее проехать, после чего не только выиграл пари, но также продал свой автомобиль, который прозвали Voiturette («Корзина»), а еще получил 12 заказов на аналогичные авто.



Пока автопром Европы в начале прошлого века внедрял изобретение Луи Рено, по ту сторону Атлантики пошли другим путем. Американским пионером стал другой великий изобретатель и автопромышленник – Генри Форд. В 1903 году Форд открывает собственную фирму «Форд Мотор Компании» и начинает работать над созданием дешевого доступного для широких масс автомобиля. Прообразом становится автомобиль модели «А» с 2-цилиндровым двигателем в 8 лошадиных сил, с цепным приводом, передававшим крутящий момент на заднюю ось. Форд не воспользовался достижениями Рено, а применил свой принцип переключения передач – планетарный и впоследствии КПП, работающие на этом принципе стали называть планетарными. Это -механическая система, состоящая из нескольких (планетарных или сателлитов) шестерён, вращающихся вокруг центральной (солнечной или центральной) шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерню, имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни (как планеты вокруг Солнца) , внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Управление осуществлялось при помощи двух ножных педалей, одна переключала низшую и высшую передачу, вторая включала задний ход. В последствии эта схема работы КПП легла в основу при создании автоматической

трансмиссии.


Немного о принципе работы.

Принцип работы механической КПП сводится к кинематическому соединению на различных ступенях входного и выходного валов различными комбинациями шестерен с разными передаточными числами.

В трёхвальной коробке передач имеются первичный, вторичный и промежуточный валы.

· Первичный (ведущий) вал через сцепление соединяется с маховиком двигателя.

· Вторичный (ведомый) вал жёстко соединён с карданным валом.

· Промежуточный вал служит для передачи вращения от первичного вала вторичному.

Первичный и вторичный валы расположены последовательно, вторичный опирается при этом на подшипник, установленный в хвостовике первичного. Жёсткой связи они не имеют и вращаются независимо друг от друга. Промежуточный вал расположен под первичным и вторичным валами параллельно им, нередко со смещением вбок. На валах находятся блоки шестерён. Чтобы уменьшить шумность работы, шестерни обычно делают косозубыми.

В двухвальной коробке передач имеются только первичный (ведущий) и вторичный (ведомый) валы, а крутящий момент передаётся непосредственно с шестерён первичного вала на шестерни вторичного. Скользящие шестерни и/или шестерни постоянного зацепления со скользящими муфтами включения (зубчатыми либо кулачковыми) могут располагаться как на первичном, так и на вторичном валу.

Изредка для передачи вращения с первичного или промежуточного вала на вторичный вместо пар шестерён могли использоваться многорядные бесшумные зубчатые цепи Морзе или Рейнольда, что особенно широко практиковалось на дорогих автомобилях до повсеместного введения малошумных косозубых шестерён постоянного зацепления. При этом одна из звёздочек цепного привода выполнялась как единое целое с валом, а связанная с ней цепью вторая (обычно — расположенная на вторичном валу) могла быть зафиксирована на своём валу при помощи зубчатой либо кулачковой муфты, при этом цепь начинала передавать крутящий момент

Количество ступеней

Число ступеней считают по номеру передачи переднего хода с наименьшим передаточным отношением.



Двухступенчатые:

некоторые из первых серийных автомобилей, например Ford T, из соображений удешевления имели коробку передач с двумя передачами переднего хода, плюс одна-две передачи заднего;





Трёхступенчатые:

ещё в 1910-х годах распространились коробки передач с тремя ступенями переднего хода, которые были широко распространены в Европе — до конца 1960-х годов, а в Северной Америке — до второй половины 1970-х; после середины 1930-х в них как правило были синхронизированы как минимум вторая и третья передачи; вплоть до конца 1950-х — начала 1960-х большинство автомобилей имело именно трёхступенчатые коробки передач, в СССР даже существовали дорожные знаки, требующие от водителя по мере приближения к железнодорожному переезду переключаться с третьей (первый знак — три чёрточки) сначала на вторую (второй — две чёрточки), а затем и на первую (третий — одна чёрточка) передачу;


· Четырёхступенчатые:

уже на многих ранних автомобилях использовались четырёхступенчатые коробки передач, но без синхронизаторов; с появлением в 1930-х годах синхронизаторов большинство производителей массовых автомобилей ограничило количество ступеней тремя, поскольку при тогдашних тихоходных (не выше 3...3,5 тыс. об./мин) двигателях с узким рабочим диапазоном оборотов и невысоких скоростях движения этого вполне хватало для уверенного вождения автомобиля, при этом достигалась значительная экономия, поскольку коробка передач выполнялась двухходовой, часто с синхронизаторами только на второй и третьей передачах; только в конце 1950-х годов на массовых моделях стали появляться четырёхступенчатые коробки передач «со сближенными передаточными числами», имевшие две промежуточные передачи (II и III), что обеспечивало более интенсивный и плавный разгон, делало более удобным управление в плотном потоке транспорта за счёт меньшей разницы в передаточных числах I и II передач. В США они долго рассматривались как спортивная опция, а в Европе с начала 1960-х стали устанавливаться на большинство автомобилей;

· Пятиступенчатые:

в 1960-е годы появились, а в 1980-е получили массовое распространение МКП с четырьмя основными передачами переднего хода и дополнительной пятой, которая представляла собой встроенную в саму коробку повышающую передачу (см. ниже);

· Шестиступенчатые:

в 1990-е годы появились шестиступенчатые коробки передач. Они могли представлять собой как МКП с четырьмя базовыми ступенями и двумя — повышающими (для ещё большей экономии топлива), так и МКП с пятью базовыми и одной повышающей ступенью (для ещё более динамичного разгона);



Bugatti Veyron

Семиступенчатые и далее:

в 2000-е годы появляются механические коробки передач с пятью базовыми ступенями и двумя повышающими (например,FERRARI или BMW M5).

С распространением полуавтоматизированных систем переключения передач (как на том же Bugatti Veyron) с возможностью переключения передач только «вверх» или «вниз» при помощи электроники, по сути стало возможно иметь почти сколько угодно передач с сохранением возможности для водителя адекватно переключать их. Тем не менее, на современном этапе большинство массовых легковых автомобилей обходятся пятью-шестью.

Концерн ZF в 2011 создал первую в мире 7-ступенчатую механическую коробку передач для легковых автомоби


7-ми ступенчатая КП ZF

Семиступенчатая механическая коробка передач стала первой в своем роде коробкой, предназначенной для использования на легковых автомобилях. Она разработана на основе 7-ступенчатой коробки передач ZF с двойным сцеплением и обладает новыми характеристиками, обеспечивая высокую скорость переключения передач с помощью нового исполнительного механизма, работающего в классической схеме переключения в форме буквы Н с использованием наборов шестерен с двойным сцеплением.

Преимущества

Высокий комфорт и спортивный стиль переключения передач

Сниженный вес и высокий КПД коробки передач помогают экономить топливо

Запатентованная система предотвращения ошибок при переключении: включение седьмой передачи сразу после предварительного переключения на пятую или шестую

Благодаря модульной конструкции используются те же компоненты, что и в 7-ступенчатой коробке передач с двойным сцеплением

Специальная конструкция для полноприводных систем с самоблокирующимся дифференциалом

Просмотров: 66

ремонт АКПП и ДВС

© 2019 PIT MOTORS

+7 928 653-80-75