Секвентальная коробка переключения передач

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.

Преимущества и недостатки секвентальной коробки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В результате из строя быстро выходит гидропривод сцепления и другие элементы

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

Как это работает

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

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

Есть последовательность переключений, нарушать которую СКПП не может.

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

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

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

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

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

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

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

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

Фаркопы и выхлопные системы Bosal: европейское превосходство

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

Секвентальная коробка передач: что это такое

Традиционное деление коробок передач, используемых в автомобилях, на «автомат» и «механику» уже давно перестало быть актуальным. За последние годы появилось множество других типов трансмиссий, главной целью которых является упрощение процесса управления машиной и при этом повышение ее технических показателей.

Примером такого развития является секвентальная коробка передач, которой сегодня оснащаются многие спортивные автомобили, прежде всего, суперкары. Главной ее особенностью является то, что скорости в ней переключаются только последовательно – иначе говоря, нельзя сразу перепрыгнуть с первой на третью, минуя вторую. При понижении передачи действует то же правило.

У такого принципа имеется множество особенностей, в том числе и положительных, которые обусловливают возможность использования секвентальной коробки на самых быстрых автомобилях современности. Для их лучшего понимания следует первоначально разобраться, что представляет собой трансмиссия этого типа и как она работает.

Особенности гоночной механики

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

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

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

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

Автомобили

Руками и ногами: как работали автомобильные навороты прошлого

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

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

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

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

Гоночное зацепление

Секвентальная коробка

Как было сказано ранее, секвентальная коробка основывается на принципе строго последовательного переключения передач. А поскольку построена она на основе механической КПП, то и в процессе статьи мы будем периодически затрагивать принципы работы механической коробки.

Первое, что следует запомнить, — это отсутствие педали сцепления для секвентальной КПП, а это определённый плюс для неопытных водителей, которые с большим трудом справляются с тремя педалями. На самом деле сцепление у этой КПП есть, но его контролирует электронный блок, специально предназначенный для этого. Этот блок считывает сигнал с сенсоров, которые определяют силу нажатия на педаль газа и высчитывают, какую передачу следует включить. Теперь это задача не водителя, а техники.

От электронного блока подаётся команда на КПП, где установлены специальные датчики. Они принимают этот сигнал и передают новую команду на прогрессивный блок, где заложена информация о скоростном ритме автомобиля. Прогрессивный блок — это последний элемент в схеме, он отвечает за корректировку данных работы двигателя. На него поступают сигналы с разных датчиков, от степени нажатия на педаль газа, от включённого кондиционера и т. д. На основе этих данных он вычисляет и корректирует скоростной режим.

Копнём немного глубже, рассмотрим конструкционную составляющую подробнее, возможно, кто-то захочет производить ремонт такой коробки передач своими руками. А для этого обязательно нужно знать все нюансы и принципы передачи движения на вал.

В конструкции секвентальной коробки входят только прямозубые шестерни. Их использование оказалось более рациональным, если сравнить с их косозубым аналогом, установленным в механической КПП. Прямозубые шестерёнки выдают очень высокий КПД, а связано это с тем, что они практически не создают трения в процессе работы. Однако и у них есть недостаток, они передают меньший крутящий момент, поэтому чтобы компенсировать этот недостаток, используют шестерни большего диаметра.

И последняя черта секвентальной коробки — гидравлические сервоприводы, именно их наличие позволяет производить электронному блоку сверхбыстрое переключение передач. Сервоприводы на основе гидравлической составляющей некоторые водители путают с АКПП. А это очень серьёзная ошибка, ведь конструкционно они совершенно разные: как и их принцип действия, так и КПД на выходе.

Необходимость проведения текущего ремонта

Чтобы трансмиссия работала исправно, после определенного пробега делается текущий ремонт. В первую очередь это замена масла. В пятиступенчатом устройстве его объем составляет 3,3 литра. Сливать масло желательно после хорошего прогрева двигателя. Сначала нужно подставить какую-нибудь посудину, затем снизу открутить сливную пробку. После того как жидкость полностью вытечет, пробка закручивается обратно.

Дальнейший ремонт заключается в том, чтобы залить необходимое количество новой смазки. Для этого вытягивается щуп и в открывшееся отверстие заливается нужное масло. После этого щуп необходимо хорошо протереть и поставить на место. Подождав несколько секунд, следует проверить уровень смазки. Если он намного ниже верхней отметки на щупе, необходимо долить масло.

В спортивных машинах передаточные ряды несколько иные, чем в обычных авто. Так, спортивные «восьмерки» под четвертой передачей имеют дополнительную шайбу толщиной 2 мм. Такое устройство несколько укорачивает эту передачу. Передаточные ряды первых трех передач удлинены, что позволяет более резво начинать движение. Чтобы улучшилась общая динамика автомобиля ВАЗ, главную пару передаточного числа 3,7 заменяют на 4,1. В этом случае даже без форсирования двигателя спортивные качества машины намного улучшаются.

Когда изменяются передаточные ряды, пятая скорость авто становится мощней. Мотор быстрее выходит на максимальное число оборотов. Машина увереннее трогается с места и взбирается на крутые подъемы. Также измененные ряды способствуют надежному подхвату набора скорости на каждой передаче.

Иногда после изменения рядов может возникнуть шум на нейтральной скорости. Это вовсе не означает, что КПП необходим капитальный ремонт. Чаще всего требуется либо доливка недостающего масла, либо его замена, если оно сильно выработано.

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.

Где используется секвентальная коробка передач

Изначально этот тип трансмиссии разрабатывался для нужд автомобильного спорта – именно здесь очень важно иметь возможность быстро переключать передачи и при этом не терять обороты двигателя. Однако с середины 90-х годов прошлого века такие коробки начали появляться и на серийных автомобилях общего пользования – пионером в этом направлении стал баварский концерн BMW

Однако впервые секвентальные КПП появились вовсе не на автотранспорте – уже более 50 лет они используются на мототехнике. У большинства байков переключение передач происходит именно последовательно: нажатие рычага вперед повышает передачу, а назад – понижает. Причем такой принцип используется на мотоциклах самого разного класса – как на чопперах и турерах, так и на спортбайках и эндуро.

Также сегодня трансмиссии секвентального типа устанавливаются и на различные тяжелые машины:

• сельскохозяйственную и строительную технику;
• грузовики, коробки которых нередко имеют более десятка скоростей.

Во всех этих случаях принцип последовательного переключения передач существенно облегчает управление техникой – водителю не требуется тратить время на выбор момента для переключения и поиска нужной скорости, что особенно актуально для грузовиков.

Что такое КПП секвентального типа

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ПОНЯТИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СЕКВЕНТАЛЬНОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Понять, что такое секвентальная коробка передач, несложно, разобрав значение первого слова. Прилагательное «секвентальная» берёт свои корни из английского языка и в дословном переводе звучит как «очерёдность» либо «последовательность». Соответственно, наличие у автомобиля такого типа коробки передач подразумевает, что скорости можно будет переключать только в строгой последовательности. Выбор передачи осуществляется за счёт перемещения селектора только в одном направлении, в чём и заключается отличие от механики, где передачу можно выбрать в произвольном порядке. Секвентальные коробки передач стали использоваться автопроизводителями ещё в середине 90-х годов. Например, знаменитое подразделение «motorsport» компании «BMW» устанавливало первое поколение таких коробок в свои спортивные автомобили 3-й серии (М3 в кузове Е36). Предпродажные испытания показали, что секвентальная коробка передач помогает водителю подстраивать авто под свой стиль вождения лучше, чем с использованием АКПП, сохраняя при этом возможность самостоятельно влиять на переключения передач с той же эффективностью, что и механика, если необходимо последовательное изменение скорости движения.

Продажи экземпляров, снабжённых секвентальной коробкой, показали, что многим водителям такая альтернатива более привычным аналогам пришлась по вкусу, однако от некоторых покупателей можно было услышать отзывы об относительно большом интервале переключения скоростей. Ситуацию исправил выход второго поколения секвентальной коробки передач и интеграция в новую спортивную модель компании с индексом М3 Е46.

КПП с двойным сцеплением

На этом инженеры «BMW» не остановились, и уже третье поколение секвентальных коробок стало отличительной особенностью их легендарной М5 Е60. С каждым новым этапом развития секвентальная КПП всё больше подстраивалась конструкторами под нужды потребителя: время, затрачиваемое на переключение передачи, значительно сокращалось, в то время как динамика автомобиля при каждом переключении заметно росла.