Длительное время коробка передач была механической, но нетривиальный механизм переключения, присущий данному типу трансмиссии, заставил конструкторов заняться поисками альтернативных способов переключения передач.
И их усилия оказались не напрасными – семейство КПП пополнилось сначала коробками-автоматами, а затем и другими разновидностями – роботизированными, вариативными, секвентальными.
Но так уж получилось, что рядовой автолюбитель с уверенностью может говорить только о механике и автомате. Гораздо меньшее количество автомобилистов в курсе, что такое вариатор или роботизированная трансмиссия. И совсем мало тех, кто знает, как устроена и работает секвентальная коробка. Мы решили восполнить этот пробел автомобильного образования.
Что такое- Секвентальная коробка
Секвентальная КПП на автомобиле подразумевает, что водитель выбирает передачи не произвольно, а в четкой последовательности, перемещая селектор КПП в одном из направлений. В этом отличие данной коробки от «механики», где после выжимания сцепления рычаг допускается перевести в любое из положений.
Такая КПП – изобретение относительно новое, появившееся в начале 90-х годов XX века. Изначально этими агрегатами оснащались гоночные автомобили: например, спорткары BMW 3 серии от подразделения «motorsport» автоконцерна. Выбор секвентальной коробки для оснащения спортивных автомобилей продиктован результатами испытаний: исследования показали, что водитель с помощью такой коробки может лучше контролировать машину, в сравнении с классической АКПП, при этом у него остается возможность влиять на процесс смены передач столь же эффективно, как и на «механике». Особенно это преимущество секвентального агрегата проявляется там, где нужно менять скорость езды последовательно.
Новая коробка обрела любовь автовладельцев, хотя некоторые и жаловались на некоторую «медлительность» переключения ступеней КПП. Но второе поколение секвентальных коробок решило и эту проблему.
Важно: у секвентальной коробки, как и у АКПП, педаль сцепления отсутствует.
Внешний вид рычага переключения:
Смещение «вверх» повышает передачу, «вниз» — понижает. Некоторые автомобили могут также оснащаться переключателями на руле, для удобства водителя. Роль педали сцепления выполняет гидравлический механизм под контролем электронного блока управления, последний также берет на себя переключение, если коробка работает в режиме «полной» АКПП.
Интересно: широкое распространение такой тип переключения передач получил в гоночном спорте, конструировании сельскохозяйственной техники, большегрузных автомобилей и мотоциклов с небольшим числом ступеней трансмиссии.
Сфера применения секвентальной АКПП
Изначально такие коробки и в самом деле устанавливались только на автомобили, используемые в разных дисциплинах автоспорта. Впрочем, и сегодня этот тип трансмиссии в автогонках не имеет конкурентов, позволяя осуществлять переключение передач максимально быстро и без промежуточного падения оборотов. Несколько десятых долей секунды (строго говоря – минимум полсекунды) – это очень много там, где победителя от призёра зачастую отделяют сотые доли секунды. Добавьте к этому гидравлический механизм переключения – и получите действительно высокоскоростную трансмиссию, пускай и достаточно дорогую.
Но уже более двух десятилетий СКПП устанавливаются и на серийные авто. Пионером здесь оказался автоконцерн BMW, в настоящее время такой коробкой оснащаются, к примеру, модели M3/M5 от BMW или Mercedes-Benz С-класс. Некоторые путают такую трансмиссию с автоматом, именуя её «ручным» вариантом АКПП, что в принципе неверно, и мы об этом уже говорили. Обладатели авто, оснащённых секвентальной КПП, утверждают, что управление транспортным средством стало намного проще, а точного попадания в передачу в зависимости от режима движения не требуется.
На многие мотоциклы устанавливаются коробки, работающие по принципу последовательного переключения передач, причём такой технологии уже более 50 лет. Обычно это рычаг, переключаемый ногой, имеющий два положения: вперёд и назад. Нейтраль расположена между ними.
Секвентальная коробка передач устанавливается и на машины сельскохозяйственного назначения (трактора, гусеничная техника). Здесь рычаг переключения располагается также под ногами, как у мотоциклов, но может устанавливаться и на руль.
Наконец, СКПП оснащаются многие модели большегрузных грузовиков и другой тяжёлой спецтехники, у которых количество передач может превышать десяток – управлять такой механической коробкой было бы очень сложно.
Кулачковая или секвентальная
Создавая секвентальную КПП, разработчики ставили цель снизить интервал между сменами скоростей. Благодаря конструктивным особенностям такой трансмиссии это достигается путем упрощения переключения и отсутствию операций с педалью сцепления. Особенно важно это для новичков и неопытных водителей, у которых возникают сложности с правильным выполнением процедур переключения. Но и профессионалы оценят КПП по достоинству, благодаря ее удобству и возможности тонко чувствовать и контролировать поведения автомобиля, используя максимум его возможностей.
Конструктивные особенности
Секвентальная КП от других коробок отличается рядом конструктивных особенностей. Во-первых, в основе конструкции находятся шестерни с прямыми зубчиками, чего нельзя сказать о механической коробке. В ней установлены косозубые шестерни. Именно в прямых зубьях и скрывается главное преимущество СКП. Такие шестерни практически не образуют трения. Во-вторых, диаметры шестеренок увеличены по сравнению с теми, что есть в «механике». В-третьих, в секвентальной КП применяется гидравлический сервопривод. Но автолюбители не видят отличий между сервоприводом гидравлическим и «автоматикой». Но это в корне не верно, эти конструкции имеют разный принцип работы и КПД.
К другим особенностям относят то, что рычаг переключения находится часто на руле. Вместо рычага бывают кнопки. При этом коробка функционирует либо в стандартном механическом, либо в спортивном режиме.
Преимущества и недостатки секвентальной коробки
Особенности секвентальной коробки и ее конструкция приводят к очевидным преимуществам:
- Удобство переключения и высокая скорость смены передач.
ЭБУ и гидравлика позволяют снизить время переключения до 150 мс, что критически важно для профессиональных гонщиков. Такого результата не может добиться ни одна, даже самая продвинутая, классическая МКПП или АКПП. Помимо скорости, секвентальная коробка исключает «промах» мимо нужной передачи, ведь переход между ними осуществляется строго последовательно.
- Не теряется скорость машины при переключении.
При работе с «механикой» при смене передач скорость несколько снижается. Актуально это для турбированных моторов, успевающих за то время, пока водитель производит манипуляции с трансмиссией, свалиться в турбояму.
- Экономичность авто.
- Удобство управления благодаря возможности использования подрулевых лепестков.
- Возможность выбора режима – ручное и полностью автоматическое переключение.
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.
Особенности
У секвентальной коробки есть четыре основных особенности:
- Последовательные переключения скоростей.
Водитель не «промахнется» мимо нужной передачи и всегда может выставить именно ту ступень КПП, что нужна в данный момент, пройдя последовательно через другие.
- Отсутствие третьей педали – сцепления.
Ее роль выполняет электронный блок, управляемый сигналами от многочисленных датчиков.
- Использование в конструкции прямозубых шестерней.
Эти элементы обладают большим КПД, в сравнении с обычными косозубыми из классической МКПП, хотя и передают меньший крутящий момент (для компенсации этого устанавливают увеличенные шестерни).
- Переключение передач осуществляют гидравлические сервоприводы.
Для сравнения: в роботизированной КПП используются приводы электрические. Поэтому называть секвентальную коробку «роботом» технически некорректно.
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.
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.
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.
Принцип секвентальности
Последовательное переключение передач можно отметить, например, на мотоциклах, где они включаются ногой. Нейтральное положение там располагается чаще всего между первой и второй передачей. Та же механика применяется на тракторах, на больших грузовиках. Наибольшее же распространение последовательное включение получило в коробках спортивных автомобилей, где дорога каждая миллисекунда и недопустимо снижение скорости при переключении. Использование гидравлики позволяет ещё больше ускорить этот процесс и сократить его до минимума.
В основе секвентального механизма лежит обычная механическая коробка передач, несколько усложненная в процессе модернизации. Главной особенностью является то, что с её помощью можно осуществлять переключение с пониженной на повышенную передачу без снижения скорости движения автомобиля, что неизменно происходит при работе традиционной КПП.
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.
На каких машинах установлена СКПП?
Секвентальная КП может встречаться на серийных авто, а не только на спорткарах. Например, компания БМВ уже несколько лет выпускает модели с такой трансмиссией. В ней присутствует индивидуальная тяга привода, которая обеспечивает смену скоростей. На BMW М5 Е60 агрегат увеличивает динамику вождения. Если брать в расчет машины российского производства, то СКПП встречалась на ВАЗ-2108. Здесь был установлен упрощенный агрегат, но с его помощью водитель мог делать маневры, переключаясь с одной скорости на другую.
Основные заблуждения
Секвентальная трансмиссия = роботизированная КПП
Это, наверное, главное заблуждение. Да, две эти КПП имеют в наличии сервоприводы, но вот в секвентальной они гидравлические, а в роботизированной — электрические. А это уже технологически разная реализация.
Секвентальная КПП — это автоматическая КПП
Большинство водителей делают такой вывод на основе того, что практически все современные автомобили для постоянного пользования (не спорткары), которые комплектуются такой трансмиссией, работают только с «автоматом». Это глубочайшее заблуждение, во-первых, есть модели, где можно выбирать автоматическое переключение или ручное переключение во время езды. Во-вторых, вспомните гонки Формула 1 и всё сразу встанет на свои места.
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.
