КПП грузовых автомобилей

КПП грузовых автомобилей

Двигатели внутреннего сгорания не так хорошо приспособлены к изменениям внешней нагрузки, как, к примеру, электромоторы или поршневые машины на пару. Именно это и стало причиной установки на автомобиль специального устройства — коробки передач, которая гарантирует необходимую тяговую мощь на ведущей оси в разных условиях движения автомобиля.

Шестиступенчатая синхронизированная коробка передач Eaton-542SM

Шестиступенчатая коробка передач фирмы Spicer, серии 5000

КПП выполняет сразу несколько важнейших функций: дает возможность работать двигателю «вхолостую», отсоединяя его от ведущих колес, значительно увеличивает диапазон скоростей, давая возможность автомобилю двигаться как с максимальной, так и минимальной скоростью, а также задним ходом.

Инженеры каждой компании стараются разработать такую коробку передач для грузовика, которая будет максимально эффективна, но экономична при этом, не слишком тяжела и малогабаритна, а также проста в ремонте.Существуют КПП ступенчатые и бесступенчатые. Но в последнее время основным направлением работы конструкторов является разработка КПП с автоматизированной системой переключения скоростей, что очень актуально в городских условиях. Но такая система не отличается дешевизной, а потому были разработаны и внедрены полуавтоматические коробки. Они все еще остаются механическими, но не требуют выжима педали сцепления или могут позволять задавать нужную передачу с помощью специального пульта или джойстика. К примеру, Volvo I-Shift, оставаясь механической, работает как автомат.

Ввиду большего КПД именно ступенчатые коробки используются в производстве грузовых автомобилей.

Последние тенденции в области разработок КПП грузовиков направлены на увеличение числа передач. Это дает возможность использовать мощность двигателя на 100%, а значит, увеличить скорость автомобиля, значительно снизив топливные затраты. Вот только с добавлением передачи добавляются в систему и новые детали, увеличивается ее масса и растет цена. Да и управление коробкой передач становится более сложной, 6-ступенчатую КПП механического типа контролировать нелегко. И считается, что для ручного переключения скоростей это количество ступеней максимально возможное.

Двенадцатиступенчатая коробка передач фирмы ZF, состоящая из основной, шестиступенчатой коробки и двухступенчатого делителя

Надо заметить, что одним из важнейших факторов, определяющих работу КПП, является выбор кинематической схемы для нее. От этого зависит и количество колес в зацепке при передаче крутящего момента оси, и мощность, и даже точность изготовления необходимых деталей.

Задний демультипликатор с соосным отбором мощности на коробке передач ZF GG

Почти все грузовые автомобили имеют в своей конструкции КПП трехвального типа с прямой передачей. Они бывают двух типов: соосные и несоосные. Второй тип характерен для грузовиков с передним приводом.

Большинство коробок переключения передач изготавливаются таким образом, что каждое зубчатое зацепление передает на колеса полную мощность. Однако существуют и КПП, где зубчатые колеса имеют разные размеры и передают на ось различную мощность. Но такой вариант имеет место лишь в случае, когда требуется увеличить износостойкость ввиду огромных передаваемых мощностей.

Многоступенчатые КПП (от 6 и выше) создаются на основе стандартных соосных коробок с помощью добавления в систему еще одной дополнительной коробки. Как правило, она предусматривает наличие прямой и понижающей ступени, обеспечивая тем самым, удвоенное количество максимального числа передач. Водитель в таком случае обязан контролировать сразу две КПП одновременно.

Десятиступенчатая коробка передач David Brawn, тип 557А

Такие дополнительные КПП можно разделить на демультипликаторы и делители. Первая увеличивает общий диапазон скоростей, а вторая делит имеющийся, позволяя использовать автомобиль более эффективно в сложных условиях. Современные многоступенчатые коробки могут иметь сразу два этих устройства.

Двенадцатиступенчатая (4х3) коробка передач Spicer, модель 8512

Установка делителя сопряжена с рядом важных проблем. Деталь значительно увеличивает крутящий момент, что негативно влияет на основную КПП, требуя от нее повышенной выносливости. Эта проблема легко решается установкой делителя сзади основной коробки, но этот вариант редко используется, так как там устанавливают демультипликатор, а его установка весьма рациональна.

Данное устройство значительно снижает крутящий момент и позволяет изготавливать основную КПП куда более компактной и легкой. Демультипликатор облегчает переключение скоростей, но вместе с тем, при движении на низкой передаче, снижается эффективность трансмиссии (примерно на 3-4%).