Тюнинг КПП и его тонкости - что нужно знать, чтобы модернизировать коробку передач своими руками

Основные моменты. Важно!

Итак, если Вы все же решились к тюнингованию своего автомобиля путем модернизации КПП, рассмотрим основные моменты данной процедуры.

Как известно, в 99% случаев, тюнинг коробки передач выполняют с целью увеличения динамики разгона. Также из курса физики мы помним, что на динамику разгона влияет в первую очередь сила крутящего момента, а величина эта у двигателя внутреннего сгорания не постоянна – она возрастает до достижения определенных оборотов (у каждого двигателя эта величина своя), а затем снижается, при этом мощность, как произведение крутящего момента на обороты двигателя, ещё какое то время продолжает расти и только после достижения пика, начинает падать. Поэтому, чтобы обеспечить максимальную динамику разгона, в идеальном случае нам необходимо, чтобы двигатель вращал коленчатый вал со скоростью, обеспечивающей максимальную силу крутящего момента. Очевидно, что обеспечить такой режим при использовании многоступенчатой коробки передач невозможно, но приблизиться к этому режиму – вполне решаемая задача. Другими словами нам необходимо обеспечить работу двигателя в диапазоне между максимальным крутящим моментом и максимальной мощностью. Для этого расчет передаточного отношения каждой передачи, должен быть выполнен таким образом, чтобы развиваемая скорость автомобиля (или частота вращения вторичного вала коробки передач) при максимальной мощности например на первой передаче, соответствовала скорости (или соответственно частоте вращения), развиваемой на второй. Но к сожалению, если строго следовать данному правилу, на большинстве двигателей мы сможем добиться динамичного разгона до скорости 70…100 км/ч и… всё! То есть другими словами, стандартное количество передач (четыре или пять) при существующих диапазонах работы двигателей внутреннего сгорания (напомню, что мы говорим о серийно выпускающихся моделях отечественного и зарубежного производства, а не о спортивных прототипах) не обеспечивает требуемую крейсерскую скорость в современных условиях.

Решение проблем

Для решения этой проблемы есть два пути: либо значительное увеличение ступеней коробки передач, но это неминуемо ведет к увеличению громозкости КПП и снижению её коэффициента полезного действия из-за увеличения пар вращающихся шестерен, либо, что делается значительно чаще, уходом от безусловного выполнения вышеописанной схемы с «беспровальным» переключением от одной передачи к другой, но минимизацией последствий от этих провалов.

Оптимальный вариант – увеличение количества ступеней коробки передач, чаще всего до шести и закладка в передаточные отношения между первой и второй, а также между предпоследней и последней передачами «провалов», ощущение которых будет минимально из-за того, что при трогании с места, в любом случае, происходит «раскрутка» двигателя, а последняя передача используется в крейсерских режимах, когда разгонная динамика становится менее актуальной.

Напоследок хочу обратить Ваше внимание, что изменение передаточных отношений коробки передач может повлечь увеличение нагрузок на элементы ходовой части автомобиля, что в свою очередь может негативно сказаться на их ресурсе – поэтому решение, как всегда, за вами! Будьте ответственны, когда собираетесь сделать тюнинг своими руками.

Материалы: http://tuningjournal.ru/kpp/27-tyuning-kpp-i-ego-tonkosti.html

Казалось бы, как все просто: хочешь динамики — „заряжай“ мотор, увеличивай развиваемую им максимальную мощность. Здесь каждый мало-мальски подкованный тюнингер даст целую кучу советов и рекомендаций. Можно „распилить“ цилиндры и увеличить ход поршня — вырастет рабочий объем. Можно улучшить наполняемость цилиндров, «облагородив» форму впускных и выпускных каналов и подбирая оптимальные фазы газораспределения. Напоследок, можно оборудовать двигатель наддувом или системой закиси азота

Но здесь есть один момент, который, возможно, многих разочарует. Дело в том, что максимальная мощность (цифра, которую производители указывают в технических данных автомобиля) влияет в самую последнюю очередь на динамические характеристики автомобиля! Так происходит потому, что двигатель отдает свой „максимум“ при строго определенном соотношение внешних условий. Во-первых, он должен работать на совершенно определенных оборотах. Поэтому, говоря о мощности, обязательно указывают частоту вращения, при которой мотор ее отдает: если в паспорте написано, что двигатель развивает, к примеру, 320 л.с. при 6000 об/мин, то при 5800 или 6200 об/мин будет уже меньше.

Второе важное условие, которое не всегда выполняется при обычной езде, — полная нагрузка, то есть открытая до конца дроссельная заслонка. Разгоняться с полностью открытым дросселем — не проблема. А вот достичь сочетания обоих условий (а значит, получить от мотора максимум мощности) можно лишь в течение одного почти неуловимого мгновения, когда стрелка тахометра окажется напротив заветной цифры.

«Конечно, мощность при разгоне не главное, подумают некоторые. Здесь куда важнее максимальный крутящий момент». Отнюдь. Наибольший крутящий момент, как и пиковая мощность, достигается только при определенных оборотах, и при разгоне этот режим оказывается столь же кратковременным. Так вот, для того чтобы автомобиль был резвым, необходима не просто высокая мощность и момент. А также необходимо, чтобы отдача мотора оставалась высокой во всем диапазоне оборотов. А проблема здесь в том, что у двигателей внутреннего сгорания, особенно высокофорсированных, достичь этого невероятно трудно. И получается, что по настоящему динамичным часто оказывается автомобиль, который имеет пусть и не самым мощный, зато работающий большую часть времени в оптимальных режимах двигатель.

Забегая вперед, вспомним так называемую внешнюю скоростную характеристику двигателя — ту самую, которую снимают на стенде при полностью открытом дросселе. В принципе, она довольно точно отражает работу мотора при интенсивном разгоне „педаль в пол“. При старте по мере роста оборотов крутящий момент и мощность плавно растут. Дальше при определенной частоте вращения (для „среднего“ двигателя это 3500-4500 об/мин) крутящий момент достигает своего максимума и начинает плавно падать. Но мощность (она пропорциональна произведению текущего крутящего момента на частоту вращения) продолжает увеличиваться — обороты-то все еще продолжают подниматься! В конечном итоге их рост перестает компенсировать падение крутящего момента, и мощность также начинает уменьшаться — дальше „крутить“ двигатель еще можно (ограничитель сработает чуть позже), но бесполезно.

Практическая польза от знания характера конкретного мотора заключается в том, что если водителю удается постоянно удерживать стрелку тахометра в промежутке от оборотов максимального момента до оборотов максимальной мощности, то разгон получится наиболее интенсивным. А почему, вспомнив о внешней скоростной характеристике, я оговорился, что мы немного опережаем события — разве она не имеет отношения к динамике? Имеет, и еще какое. Но о двигателях и методах повышения их мощности вы спожете прочитать на других страницах нашего сайта. Сегодня же мы вспомним об агрегатах, которые позволяют этой мощностью правильно распорядиться. То есть поговорим о тюниге коробки передач, в том числе и автомобилей ВАЗ.

С чего начать тюнинг коробки передач?

Для наилучшей разгонной динамики трансмиссия должна позволять мотору как можно дольше работать в „правой“ зоне шкалы тахометра. В принципе, добиться этого несложно: нужно лишь, чтобы передаточные числа каждой из передач были близки друг к другу. Тогда при переключении на повышенную передачу обороты упадут не сильно, мотор вновь окажется „в моменте“ и сможет довольно резво ускорять автомобиль. „Близкие“ ступени коробки помогут и при переключении на пониженные передачи: даже на относительно высокой скорости в случае необходимости можно смело включить пониженную передачу и сделать разгон более интенсивным, не рискуя при этом перекрутить двигатель и не отправить стрелку тахометра в красную зону.

Конструкторы серийных автомобилей знают об этом не хуже нас с вами. Но ряды передаточных чисел стандартных коробок нередко имеют огромные „провалы“ между соседними ступенями. Например, самый характерный дефект коробки передач вазовских „девяток“ и „десяток“ — износ синхронизатора второй передачи. А возникающий из-за того, что там велика разница между передаточными числами первой и второй ступеней, и синхронизатору приходится уравнивать резко отличающиеся угловые скорости первичного и вторичного валов. Достается и водителю: чтобы обеспечить автомобиль сколько-нибудь приемлемым запасом тяги после переключения на вторую передачу, нужно еще на первой, хорошо раскрутить двигатель.

Понятно, вазовские инженеры подобрали такой ряд не от хорошей жизни. Ведь „гражданский“ автомобиль должен иметь не только приемлемую динамику, но и удовлетворять многим другим требованиям. Во-первых, он обязан уверенно развивать максимальную скорость, доступную для мотора данной мощности. Для этого передача, на которой он ее достигает, должна быть достаточно „длинной“, с малым передаточным отношением. Во-вторых, автомобиль должен уверенно трогаться с места на крутом подъеме с полной нагрузкой, а для этого требуются „короткие“ низшие передачи.

Серьезно осложняют жизнь Разработчикам требования к экономичности и экологичности машин. Еще в семидесятых годах прошлого века, во время нефтяного кризиса, в моду вошли повышающие „верхние“ ступени в коробках. Замысел был таким: максимальная скорость должна достигаться, к примеру, на четвертой передаче, а пятая получится как бы «сверхвысшей» — для экономичного движения без резких ускорений. Например, пятая передача на тех же вазовских машинах оказывается абсолютно бесполезной: на ней автомобиль полностью лишается запаса тяги, необходимого для обгонов и перестроений. Экономия получилась, довольна призрачная, а вот динамика пострадала сильно.

Как с этим бороться? Выход один: сохранив корпус коробки (его переделка — слишком дорого стоит), заново изготовить оригинальные валы и шестерни. Работа эта чрезвычайно трудоемкая, а потому недешевая. Но для владельцев отечественных машин есть одно весьма приятное обстоятельство: в нашей стране накоплен немалый опыт подобного рода переделок. И здесь, как обычно, в авангарде выступили автоспортсмены: для них было разработано большое количество самых разных рядов и главных пар — в первую очередь, для переднеприводных тольяттинских машин.

Спустя какое то время искусство создания уникальных агрегатов пошло в народ и на рынке появились многочисленные варианты тюнинговых трансмиссий для восьмого и десятого семейства, разработанных с использованием спортивного опыта. В настоящее время на рынке предлагается большое количество разных рядов: „пятый“, „шестой“, „седьмой“, „восьмой“, „одиннадцатый“, „восемнадцатый“… Все они тличаются, естественно передаточными числами, а значит, и характером, который они сообщают автомобилю. Например, „восьмой“ и „двенадцатый“ ряд близки серийному и вкупе с серийными же или слегка форсированными моторами неплохо подходят для относительно неспешной езды. Совсем другое дело — „шестой“ и „седьмой“. Оба имеют шесть ступеней, прекрасно согласуются с самыми „заряженными“ двигателями и позволяют не просто динамично ездить, но и выступать в соревнованиях.

Несмотря на различия, все эти ряды строятся, в общем, по одному принципу. Низшие передачи здесь существенно «длиннее», то есть более скоростные чем у серийных коробок. А высшие — наоборот, «короче» и ближе друг к другу. Такой подбор передаточных чисел немного усложняет процесс трогания с места, зато потом поведение автомобиля меняется просто сказочным образом: уже на первой-второй, раскрутив мотор до отсечки, можно разогнаться до скорости, где будут вполне уместны четвертая, пятая и даже шестая передачи! Ничуть не менее интересной становится и быстрая езда. Например, даже если пятая передача уже «в тонусе», и обороты достаточно высоки, можно без проблем перейти даже не на четвертую, а сразу на третью ступень и сделать разгон еще более интенсивным.

Устанавливая в коробку новую «начинку», следует лишь помнить, что не каждый ряд сможет нормально Работать с серийной главной передачей. Впрочем, здесь вариантов разработано немало: в стандартный картер можно установить тюнинговые «пары» с передаточным числом 4,33; 4,5; 4,7; 5,0, и даже 5,125. А еще можно установить так называемую короткую „кулису“, которая изменяет передаточное отношение привода переключения. Стоит это недорого, зато оперировать коробкой будет куда проще и приятнее.

На российском рынке есть варианты еще более экстремальные, нежели простая замена ряда. За отдельную и весьма немалую (порядка 3000 долларов) плату желающим соберут самую настоящую гоночную кулачковую «шестиступку». Такая коробка позволяет гонщикам переключаться без выжима сцепления и существенно сокращает время разгона. Но чтобы ездить на „кулачке“, одних только денег мало, нужно еще и уметь ей пользоваться. Да и шумит такая трансмиссия сильно — примерно как серийная без масла и срок службы у нее весьма ограничен. Впрочем, бывают кулачковые коробки, которые не требуют специальных „гоночных“ навыков (правда, на отечественные машины их, к сожалению, не ставят).

Подобная система под фирменным названием SGSM разработана московской фирмой „Спортмобиль“ специально для автомобилей Mitsubishi Lanсer Evolution.Создана она на основе хьюландовской секвентальной коробки, которую часто ставят на полноприводные раллийные автомобили. А соль московской конструкции — в хитро организованном управлении двигателем: микропроцессорный компьютер фирмы Motec во время переключения передач независимо от водителя регулирует обороты двигателя. Причем делает это таким образом, что включение кулачковых муфт в коробке, несмотря на „замкнутое“ сцепление, происходит безо всяких толчков и ударов. Кстати, до сих пор мы ничего не говорили о сцеплении. Неужели с ним нет никаких проблем при тюнинге трансмиссий? Если речь идет об отечественных автомобилях, „заряженных“ без применения наддува, то можно сказать, что нет — 150-170 Нм крутящего момента, развиваемые лучшими тюнинговыми моторами на вазовских машинах, без проблем выдержит и стандартный механизм.

Можно разве что порекомендовать использование качественной корзины сцепления и ведомого диска какой-нибудь надежной фирмы — например, Valeo. А вот с чем проблемы действительно бывают, так это с дифференциалами.

Скажем пробуксовке автомобиля НЕТ

Казалось бы, какие с ними могут быть проблемы? Ведь большинство обычных автомобилей прекрасно ездят с обыкновенными коническими дифференциалами. Но прелесть тюнинга как процесса в том и заключается, что его плоды — автомобили совсем не обычные. И когда появились „восьмерки“ с более чем 120-сильными двигателями, стало очевидно, что реализовать такую мощь через два ведущих колеса — далеко не простое дело.

Конечно, самый оптимальный выход из этой ситуации — полный привод. Но его использование повлекло бы полную переделку всего автомобиля. Выход нашли в применении пусть и не столь радикального, зато давно апробированного решения самоблокирующегося межосевого дифференциала. В отличие от традиционного конического, он продолжает вращать оба колеса даже в случае, когда одно из них находится на скользком покрытии и буксует.

Естественно, что и такое решение пришло из спорта, — там и моторы мощнее и условия сцепления шин с покрытием зачастую хуже, чем на асфальтовых дорогах общего пользования. Вариантов исполнения блокировки немало, но наибольшее распространение получил червячный механизм типа Quife. Принцип его работы напоминает таковой у обычного дифференциала, но сателлиты здесь не конической, а цилиндрической формы, причем имеют спиральные зубья. Когда колеса вращаются с сильно различающейся частотой, возникающие на зубьях сателлитов силы прижимают их торцы к корпусу дифференциала и мешают им проворачиваться — это уменьшает пробуксовку колес.

Что это дает? Прежде всего, резкое повышение тяговых свойств автомобиля. Ведь с блокировкой в трансмиссии на скользкой дороге (а с мощным мотором даже сухой асфальт иногда кажется очень скользким) «гребет» не одно колесо, как в случае со свободным дифференциалом, а сразу оба. Но этот эффект лежит, так сказать, на поверхности. А у блокировки есть и еще одно свойство, не столь очевидное. Оказывается, она сильно влияет на управляемость автомобиля.

Представьте, что будет, если в быстром повороте на мощном переднеприводном автомобиле резко открыть дроссельную заслонку. Правильно, забуксуют ведущие колеса. Нюанс в том, что обычный конический дифференциал, сорвав внутреннее, разгруженное колесо, защищает от срыва внешнее, которое и «заправляет» машину в поворот.

С блокировкой ситуация другая, срыв наступает пусть и позже, чем со свободным дифференциалом, но происходит гораздо резче и сразу на обоих колесах. Естественно, автомобиль при этом норовит поехать прямо управляющие силы на сорванных колесах стремятся к нулю. Такой режим движения называется сносом передней оси. А если начнется занос задней? Вот здесь помощь блокировки будет очень кстати: когда водитель грамотно „ловит“ машину, поворачивая руль в сторону заноса и увеличивая подачу топлива, автомобиль с таким дифференциалом «отгребается» куда охотнее.

В заключение хотелось бы вспомнить вот о чем. Все описанные доработки вовсе не самоцель и не способ выделиться из толпы, но точный и тонкий инструмент, который позволяет реализовать определенную манеру езды активному и опытному водителю.

Материалы: http://posadinfo.ru/transmission/62-gearbox.html

Существует расхожее мнение, что единственным эффективным средством для реального улучшения динамических качеств автомобиля является тюнинг двигателя. Однако это далеко не так. Профессионалы автомобильного тюнинга довольно часто проводят модификацию коробки передач автомобиля, чтобы добиться оптимизации передаточных моментов и повысить ходовые характеристики транспортного средства.

Для того, чтобы свести к минимуму время, необходимое на акселерацию, необходимо обеспечить работу двигателя на достаточно высоких оборотах на протяжении всего процесса разгона. Управление механической коробкой передач во время акселерации осуществляется достаточно просто: необходимо последовательно переключать передачи по мере выхода стрелки тахометра в правую часть шкалы, обеспечивая наиболее эффективный передаточный момент на каждом скоростном интервале. Таким образом, необходимым условием максимально быстрой акселерации является постоянная работа двигателя в наиболее выгодном режиме.

Стандартные коробки передач обеспечивают переключение между различными передающими колёсами зубчатки с помощью механического усилия водителя во время полного выжима педали сцепления. Таким образом, происходит передача вращающей нагрузки с зубчатки «младших» передач на старшие передаточные числа. Однако езда в спортивном режиме на машине, оборудованной коробкой стандартной модели, порой представляет собой немало проблем: лавка передаточных чисел обыкновенной МКПП может иметь большие зазоры между соседними ступенями, а младшие передачи часто оказываются недостаточно длинные, что не позволяет водителю быстро довести мотор до необходимой тяги.

Конечно, на помощь водителю приходит сцепление, которое при умелом обращении позволяет компенсировать несовершенство МКПП. Плавный, постепенный отжим педали при переходе на повышенную передачу позволяет двигателю более плавно войти в нагруженное состояние на новом передаточном моменте и минимизировать потери в оборотах. Помогает и сноровка водителя при переключении рукоятки МКПП. Однако даже эта методика не позволяет добиться тех результатов, которые предлагает тюнинг механической коробки передач.

Фактически, процесс тюнинга МКПП представляет монтаж новой начинки в старом корпусе коробки. Варианты тюнинговых решений различны, однако основные принципы при тюнинге коробки остаются неизменными. Низшие передачи делаются более длинными, обеспечивая плавный разгон автомобиля в более широком скоростном интервале, в то время, как старшие, наоборот, становятся короче и ближе между собой по передаточным моментам. Подобный вариант модификации коробки позволяет радикально изменить поведение автомобиля: даже вторая передача позволяет разогнать автомобиль до внушительной скорости при показаниях тахометра в пределах нормы.

Кроме того, тюнинговая коробка создаёт удобные технические возможности для такого приёма, как переход на пониженную передачу. Используемая для выполнения интенсивного ускорения автомобиля, тактика перехода на пониженную передачу для краткосрочного ускорения применяется водителями для выполнения сложных обгонов, а также для эффективного маневрирования в спортивном режиме. С набором тюбинговой зубчатки механическая коробка способна стать гораздо более эффективной и позволить двигателю с максимальным передающим коэффициентом осуществлять движение автомобиля.

Кроме того, максимально удобным становится и процесс управления автомобилем при акселерации и различных приёмах скоростного маневрирования. Тюнинг автомобильных коробок передач бывает совершенно различным, например, создаются многоступенчатые МКПП, в которых наличествует 6-я и даже седьмая передача. Иногда вместо тюнинга существующей коробки производится установка новой механической коробки передач и обеспечивается синхронизация её работы с двигателем. При грамотном подходе к этой процедуре даже небольшой объём двигателя не помешает автомобилю проявить на дороги выдающиеся динамические качества.

Материалы: http://vc-tuning.ru/tyuning-mehanicheskoy-korobki-peredach