кулачкова трансмісія

Мені часто ставлять запитання що таке кулачкова КПП і навіщо вона потрібна. Ось є на цю тему статейка, та є опис що так як працює.

Для досягнення високих динамічних і швидкісних характеристик автомобіля мало поліпшити мотор. Щоб реалізувати його зрослі можливості, потрібна і відповідна коробка передач. Така коробка повинна мати високу швидкістю перемикання, іншими передавальними числами, здатністю витримувати високі навантаження. Цим вимогам повною мірою відповідають кулачкові КПП, що застосовуються на всіх спортивних автомобілях. Конструкція На перший погляд може здатися дивним, але для того, щоб виготовити «гоночну» коробку, потрібно не ускладнити, а, навпаки, спростити конструкцію звичайною механічною КПП. В першу чергу позбулися синхронізаторів. Елемент, який полегшує перемикання передач, робить це, за спортивними мірками, неприпустимо довго. Крім того, він занадто крихкий. Замість синхронізаторів з безліччю дрібних зубів зачеплення шестерень і муфт забезпечують наявні на їх торцях виступи - кулачки. Кількість кулачків невелика - не більше 7 на кожній шестерні (муфті), тому вони входять в зачеплення з великим «запасом» по ширині. При їх зіткненні лунає добре помітне «клацання».

Кулачки сприймають всю ударну навантаження,
захищаючи зуби шестерень від поломок при жорстких перемикань. Самі шестерні за розміром значно більше, ніж у звичайній КПП. Крім того, застосовуються не косозубиє, а прямозубиє шестерні. Чим це викликано? Прямозубиє шестерні мають менше втрат на тертя (що підвищує ККД), простіше у виготовленні і не створюють осьових навантажень на вали КПП. Однак вони здатні передавати менший крутний момент у порівнянні з косозубимі шестернями такого ж розміру. Тому їх і виготовляють більшого діаметра. Для більш ефективного розгону в «спортивних» коробках застосовують зближені передавальні числа КПП і довшу першу передачу. У стандартних коробках перша передача вибирається «короткій» з розрахунку руху у важких дорожніх умовах, а не для динамічного розгону. Механізм перемикання у кулачкових КПП буває пошуковий або секвентальний (послідовний). Перший практично нічим не відрізняється від стандартного. Секвентальний дозволяє перемикати передачі тільки послідовно, щабель за щаблем, вгору або вниз. У гоночних умовах він набагато зручніше і швидше пошукового. Секвентальний механізм в управлінні простіше, але технічно значно складніше. Для перемикання досить зрушити важіль вперед або назад, а номер включеної в даний момент передачі відображається на дисплеї. Вилки передач рухає спеціальний вал, який має борозни хвилеподібною форми. З кожним поштовхом важеля він прокручується на певний градус, при цьому вилка, просуваючись по борозні, включає передачу або «нейтралці».

Інший варіант - при «поштовху» важеля відбувається поворот спеціальної осі з кулачками на певний кут. Один з кулачків зрушує вилку і вимикає передачу, а другий зрушує іншу вилку, яка вводить в зачеплення муфту з шестернею наступної передачі. Важіль перемикання роблять максимально довгим, щоб наблизити його до керма - це дозволяє водієві додатково скоротити час на перемикання. Важіль постачають механічним блокуванням, що оберігає від випадкового включення нейтрали або заднього ходу. Для її відключення необхідно натиснути кнопку або скобу. Домогтися ще більшого виграшу часу дозволяють підрульові перемикачі і гідропривід включення передач. При такому варіанті час перемикання скорочується до 150 мілісекунд і, крім того, «гідравліка» робить це більш «ніжно», продовжуючи життя шестерням. На вищому щаблі в ієрархії «секвенталок» знаходяться напівавтоматичні КПП. Завдання водія - тільки вчасно поставити момент переходу на іншу передачу, а самим процесом перемикання управляє автоматика - вмикає і вимикає зчеплення, додає або скидає «газ» і рухає потрібні вилки. Особливості водіння В автомобілях з кулачковою КПП педаль зчеплення використовується в ході гонки тільки для зрушення з місця. При їзді перемикання передач виробляється або взагалі без вижиму зчеплення, або з неповним вижимом. Пілот при цьому лише трохи відпускає педаль «газу». Взагалі, спортсмени користуються педалями зовсім по-іншому, ніж звичайні водії: права нога у них постійно керує акселератором, а ліва - поперемінно зчепленням або гальмами. В автомобілях з секвентальною КПП, обладнаної гідроприводом перемикання, і напівавтоматичного КПП, педалі зчеплення взагалі немає. Водієві потрібно лише вибрати передачу, штовхнувши важіль (або підрульовий пелюстка) і в потрібний момент різко натиснути або відпустити педаль акселератора - таким чином автоматиці подається команда на перемикання. Якщо ж водій не вибирав передачу, то зростання оборотів двигуна не призводить до автоматичного перемикання вгору. Автоматично включається тільки перша передача - для зрушення з місця досить натиснути на акселератор. Переваги і недоліки

Основна перевага кулачкових КПП, заради чого, власне, вони і створювалися - висока швидкість перемикання передач (в три рази швидше, ніж у звичайній МКПП). З цього випливає і ще одна перевага - обороти двигуна за час перемикання не встигають впасти, отже, розгін відбувається набагато інтенсивніше. Це особливо важливо для моторів з турбонаддувом, робочий діапазон у яких порівняно вузьке. Кулачкові КПП витримують значно більші навантаження в порівнянні з синхронізованими, мають меншу вагу і здатні передавати набагато більший крутний момент. Механізм перемикання працює чітко, не допускаючи «вильоту» передач. До недоліків кулачкових КПП відносять невеликий ресурс (як правило, після кожної гонки її перебирають), високу ціну і підвищену гучність при роботі.

Прискіпливий Новомосковсктель, можливо, запитає: «А як же поєднується сказане про високу надійність і маленькому ресурсі?» Справа в тому, що стандартна коробка в умовах гонки не витримала б і половини дистанції, і в цьому сенсі кулачкова КПП набагато надійніше. А ось ресурс, в звичайному розумінні, коли вузли служать без ремонту роками, у кулачковою КПП істотно менше. Жорсткі перемикання призводять до швидкого зносу кулачків і забруднення олії металевими частинками. Використання в тюнінгу У початківців «тюнингеров» часто виникає питання: чи можна кулачкову коробку встановити на звичайний автомобіль? Відповідь однозначна - ні. Тобто, з технічної точки зору це можливо, але ось з практичної - не має сенсу. При звичайній (не гоночний) їзді для продовження терміну служби коробки необхідно буде користуватися педаллю зчеплення при перемиканні. А так як кулачкова коробка не має синхронізаторів, то перемикатися потрібно з перегазовкой при переході на нижню передачу, і з подвійним вижимом зчеплення при переході на вищу. Це вимагає тренування і почуття двигуна - напевно зламаєте зуби не однієї шестірні, поки не придбаєте міцні навички. Але навіть і маючи їх, така їзда буде вельми стомлюючої, особливо в місті. Ще більше незручностей доставляє в звичайних дорожніх умовах КПП з секвентальним механізмом перемикання. Адже щоб переключитися, наприклад, на кілька ступенів вниз, потрібно буде відповідно зробити кілька перегазовок. А установка напівавтоматичного секвентальною коробки на звичайний автомобіль навряд чи буде виправдана з економічної точки зору. З усього сказаного робимо висновок: установка кулачковою КПП (або кулачкового ряду на стандартну КПП) на ваш автомобіль буде виправдана лише в тому випадку, якщо ви готуєте його до серйозних змагань. Якщо ж ви хочете поліпшити динамічні характеристики для звичайної їзди, простіше встановити «спортивні» ряди КПП і головну пару диференціала.