Кулачковая коробка передач

Если устроить соревнования по гонкам двух машин с одинаковыми показателями мощности, первая из которых будет обычной, а вторая – гоночной, то победа достанется именно ей. Залогом успешного заезда будет установленная коробка переключения скоростей кулачкового типа, основным преимуществом которой будет оперативное переключение скоростных режимов.

Что представляет собой кулачковая прямозубая коробка

Устроена она просто и надежно, шестеренчатые зубья не скошены. Это гарантированно обещает, что трансмиссия будет работать без отвлечения на трение и вылеты передач.

Но главное достоинство заключается в одной особенности – в процессе езды передачи переключаются без использования сцепления. Все управляется силой, с которой нажимают на педаль газа. Кулачковая коробка передач – работает просто. Движением рычага на себя водитель переходит на высшую передачу, а от себя – на низшую. Своим названием кулачковое передаточное устройство обязано особым строением муфт включения – они представляют собой небольших размеров кулачки, численностью от пяти до семи штук.

На шестерне они сцепляются, создавая зазор, необходимый для оперативного переключения скоростей. Синхронизаторных элементов в данном устройстве не предусмотрено.

Секвентальная коробка

Последовательно передачи включаются на мотоцикле. «Нейтралка» там в большинстве случаев расположена между первой и второй скоростью. Такой же принцип механики устанавливается на трактора, большегрузные автомобили. Но чаще всего последовательность переключения скоростей используется в спортивных машинах, когда время очень дорого, и его не хочется терять почем зря. Применение гидравлики дает возможность ускорить процесс, максимально его сократив.

В секвентальном механизме основу составляет простая механическая коробка, немного модернизированная. Основным отличием считается то, что с ее применением переключаются скорости с меньшей на большую без изменения скоростного режима машины, чего нельзя сказать про обычную КПП.

Что лучше?

Уже отмечалось, что на некоторых коночных машинах используют коробку передач кулачкового типа. А если ее сделать секвентальной, то скорость переключения станет еще выше.

Ведь именно прямые зубья шестерен роднят такую транссмиссионную систему с секвентальной, давая возможность быстро выполнять включение.

На машинах, оснащенных коробкой секвентального типа, рычаг для переключения расположен на рулевом управлении. Как правило, на колесе монтируются кнопки, необходимая из которых маркируется буквой «S». Переключение может выполняться в ручном либо автоматическом режимах, и коробка будет работать по трем вариантам:

• простом механическом;
• спортивном;
• с автопереключением, когда помощь водителя не требуется.

Преимуществами такой машины считаются следующие отличия:

• машина с секвентальной коробкой не имеет педали сцепления, как и с автоматическим устройством, что в принципе неплохо для начинающего водителя;
• для коробки имеется возможность управлять ей ручным либо автоматическим режимом;

скорость перехода с одной передачи на другую возрастает, что положительно влияет на экономичность мотора.

Но известен и один минус – слабая сопротивляемость к изнашиванию механизма самой коробки.

Традиционная коробка и автомат

Первый вариант чаще всего встречается на машинах отечественного производства, и нейтральное положение в них находится посредине. Чтобы начать движение, приходится выжать сцепление и включить первую скорость. После этого, наращивая режим, передачи необходимо переключать последовательно.

Но нет помех, чтобы начать двигаться со второй скорости, если для этого подходит состояние дорожного полотна и возможности мотора. А если машину необходимо завести буксиром, то для облегчения действий есть возможность установить коробку на третью или четвертую скорости.

Коробку-автомат придумали, чтобы облегчить управление машиной. Переключение происходит автоматически, водителю остается только газом прибавлять или уменьшать режим.

Итак, применение кулачкового механизма создает сильную нагрузку на мотор, трансмиссию и даже привод. Да и шумовой эффект у нее значительный. Преимущества в вождении имеются, но они не компенсируют способные возникнуть недостатки.

Материалы: http://avtoshef.com/kulachkovaya-korobka-peredach/

Сегодня мы расскажем Вам, что такое кулачковая коробка передач

Для достижения высоких динамических и скоростных характеристик автомобиля мало улучшить мотор. Чтобы реализовать его возросшие возможности, нужна и соответствующая коробка передач. Такая коробка должна обладать высокой скоростью переключения, другими передаточными числами, способностью выдерживать высокие нагрузки. Этим требованиям в полной мере отвечают кулачковые КПП, применяемые на всех спортивных автомобилях.

На первый взгляд может показаться странным, но для того, чтобы изготовить «гоночную» коробку, потребовалось не усложнить, а, наоборот, упростить конструкцию обычной механической КПП. В первую очередь избавились от синхронизаторов. Элемент, облегчающий переключение передач, делает это, по спортивным меркам, недопустимо долго. Кроме того, он слишком хрупок. Вместо синхронизаторов с множеством мелких зубьев зацепление шестерен и муфт обеспечивают имеющиеся на их торцах выступы – кулачки. Количество кулачков невелико – не более 7 на каждой шестерне (муфте), поэтому они входят в зацепление с большим «запасом» по ширине. При их соприкосновении раздается хорошо различимое «клацанье». Кулачки воспринимают всю ударную нагрузку, защищая зубья шестерен от поломок при жестких переключениях.

Сами шестерни по размеру значительно больше, чем в обычной КПП. Кроме того, применяются не косозубые, а прямозубые шестерни. Чем это вызвано? Прямозубые шестерни имеют меньше потерь на трение (что повышает КПД), проще в изготовлении и не создают осевых нагрузок на валы КПП. Однако они способны передавать меньший крутящий момент по сравнению с косозубыми шестернями такого же размера. Поэтому их и изготавливают большего диаметра.

Для более эффективного разгона в «спортивных» коробках применяют сближенные передаточные числа КПП и более длинную первую передачу. В стандартных коробках первая передача выбирается «короткой» из расчета движения в тяжелых дорожных условиях, а не для динамичного разгона.

Механизм переключения у кулачковых КПП бывает поисковый или секвентальный (последовательный). Первый практически ничем не отличается от стандартного. Секвентальный позволяет переключать передачи только последовательно, ступень за ступенью, вверх или вниз. В гоночных условиях он намного удобнее и быстрее поискового. Секвентальный механизм в управлении проще, но технически значительно сложнее.

Для переключения достаточно сдвинуть рычаг вперед или назад, а номер включенной в данный момент передачи отображается на дисплее. Вилки передач двигает специальный вал, имеющий борозды волнообразной формы. С каждым толчком рычага он прокручивается на определённый градус, при этом вилка, продвигаясь по борозде, включает передачу или «нейтралку». Другой вариант — при «толчке» рычага происходит поворот специальной оси с кулачками на определенный угол. Один из кулачков сдвигает вилку и выключает передачу, а другой сдвигает другую вилку, которая вводит в зацепление муфту с шестерней следующей передачи.

Рычаг переключения делают максимально длинным, чтобы приблизить его к рулю – это позволяет водителю дополнительно сократить время на переключение. Рычаг снабжают механической блокировкой, предохраняющей от случайного включения нейтрали или заднего хода. Для ее отключения необходимо нажать кнопку или скобу. Добиться еще большего выигрыша времени позволяют подрулевые переключатели и гидропривод включения передач. При таком варианте время переключения сокращается до 150 миллисекунд и, кроме того, «гидравлика» делает это более «нежно», продлевая жизнь шестерням.

На высшей ступени в иерархии «секвенталок» находятся полуавтоматические КПП. Задача водителя – только вовремя задать момент перехода на другую передачу, а самим процессом переключения управляет автоматика – включает и выключает сцепление, добавляет или сбрасывает «газ» и двигает нужные вилки.

В автомобилях с кулачковой КПП педаль сцепления используется в ходе гонки только для трогания с места. При езде переключение передач производится либо вообще без выжима сцепления, либо с неполным выжимом. Пилот при этом лишь немного отпускает педаль «газа». Вообще, спортсмены пользуются педалями совершенно по-другому, чем обычные водители: правая нога у них постоянно управляет акселератором, а левая — попеременно сцеплением или тормозами.

В автомобилях с секвентальной КПП, оборудованной гидроприводом переключения, и полуавтоматической КПП, педали сцепления вообще нет. Водителю нужно только выбрать передачу, толкнув рычаг (или подрулевой лепесток) и в нужный момент резко нажать или отпустить педаль акселератора – таким образом автоматике подается команда на переключение. Если же водитель не выбирал передачу, то рост оборотов двигателя не приводит к автоматическому переключению вверх. Автоматически включается только первая передача – для трогания с места достаточно нажать на акселератор.

❗ Преимущества и недостатки

Основное преимущество кулачковых КПП, ради чего, собственно, они и создавались – высокая скорость переключения передач (в три раза быстрее, чем в обычной МКПП). Из этого следует и еще одно преимущество – обороты двигателя за время переключения не успевают упасть, следовательно, разгон происходит намного интенсивнее. Это особенно важно для моторов с турбонаддувом, рабочий диапазон у которых сравнительно узок.

Кулачковые КПП выдерживают значительно большие нагрузки по сравнению с синхронизированными, имеют меньший вес и способны передавать намного больший крутящий момент. Механизм переключения работает четко, не допуская «вылета» передач.

К недостаткам кулачковых КПП относят небольшой ресурс (как правило, после каждой гонки ее перебирают), высокую цену и повышенную шумность при работе. Дотошный читатель, возможно, спросит: «А как же сочетается сказанное о высокой надежности и маленьком ресурсе?» Дело в том, что стандартная коробка в условиях гонки не выдержала бы и половины дистанции, и в этом смысле кулачковая КПП намного надежнее. А вот ресурс, в обычном понимании, когда узлы служат без ремонта годами, у кулачковой КПП существенно меньше. Жесткие переключения приводят к быстрому износу кулачков и загрязнению масла металлическими частицами.

❗ Использование в тюнинге

У начинающих «тюнингеров» часто возникает вопрос: можно ли кулачковую коробку установить на обычный автомобиль? Ответ однозначный – нет. То есть, с технической точки зрения это возможно, но вот с практической – не имеет смысла.

При обычной (не гоночной) езде для продления срока службы коробки необходимо будет пользоваться педалью сцепления при переключениях. А так как кулачковая коробка не имеет синхронизаторов, то переключаться нужно с перегазовкой при переходе на нижнюю передачу, и с двойным выжимом сцепления при переходе на высшую. Это требует тренировки и чувства двигателя – наверняка сломаете зубья не одной шестерне, пока не приобретете прочные навыки. Но даже и имея их, такая езда будет весьма утомительной, особенно в городе.

Еще больше неудобств доставляет в обычных дорожных условиях КПП с секвентальным механизмом переключения. Ведь чтобы переключиться, например, на несколько ступеней вниз, нужно будет соответственно сделать несколько перегазовок. А установка полуавтоматической секвентальной коробки на обычный автомобиль вряд ли будет оправдана с экономической точки зрения.

Из всего сказанного делаем вывод: установка кулачковой КПП (или кулачкового ряда на стандартную КПП) на ваш автомобиль будет оправдана лишь в том случае, если вы готовите его к серьезным соревнованиям. Если же вы хотите улучшить динамические характеристики для обычной езды, проще установить «спортивные» ряды КПП и главную пару дифференциала.

Материалы: http://help4auto.com/2015/06/24/chto-takoe-kulachkovaya-korobka-peredach/

Созданная на основе выпускаемого в Омске комплекта шестерен, такая коробка передач для ВАЗ-2108 имеет несравненно более высокий КПД. Жесткий и безотказный механизм включения, простые шестерни вместо привычных косозубых — в такой КП нет потерь на трение, не «вылетают» передачи. Но главное — в принципе ее действия. После того как автомобиль тронулся с места, оперировать сцеплением для переключения передач вовсе необязательно, достаточно лишь ослабить усилие на педали газа. Само же переключение происходит всего в одной плоскости: рычаг к себе — передача выше, рычаг от себя — передача ниже. А теперь подробнее. Кулачковая коробка отличается от обычной в первую очередь тем что у неё муфты включения передач представляют собой не венец с множеством мелких зубцов, а несколько крупных кулачков (как правило, 5-7) которые входят в зацепление с такими же на шестерне с приличным зазором по ширине (это сделано для возможности мгновенного включения любой передачи) и конечно же никаких синхронизаторов. Этот же принцип используется на большинстве мотоциклетных коробок. Преимущества очевидны — в любой момент можно включить любую передачу даже без сцепления. Недостатки тоже есть — большие ударные нагрузки на двигатель, трансмиссию, привода, гранаты которые часто приводят к поломкам даже тех деталей, о которых раньше и не думали.

Зубья на шестернях делают, как правило, прямые, для того чтобы снять осевые нагрузки с валов. Это так же незначительно повышает КПД коробки (меньше трение в зацеплениях шестерён), а так же проще и дещевле в изготовлении. Как всегда есть и обратная сторона медали — меньшая несущая способность шестерён (у косозубых длиннее зуб и лучшее распределение нагрузок), что приводит к уменьшению передаваемого момента и надёжности. Поэтому их делают как можно мощнее (в хорошем исполнении шестерни выглядят как от коробки ЗИЛ-130). А о звуках, которые издаёт такой агрегат, речь никто даже не ведет.

Очень часто тюнингисты задают вопросы: а может поставить кулачковую коробку на свой автомобиль? Кулачковую коробку надо ставить только для использования в гоночных целях, т.к. те преимущества, которые она дает, не компенсируют её недостатков (при использовании в повседневной езде). К тому же эта коробка требует постоянной профилактики и смен масла из-за довольно быстрого износа и появления металлических частиц в масле, которые ведут к ещё большему износу.

У кулачковых КПП есть два типа механизма переключения: поисковый и секвентальный. При установке поискового механизма можно использовать в основном стандартные детали (пусть даже и доработанные). Секвентальный — это сложный, точный и дорогой механизм, который позволяет переключать передачи только на одну ступень за один раз — вниз или вверх.Cеквентальный механизм позволяет переключать передачи на одну ступень вверх или вниз, как на мотоцикле. Рычаг переключения двигается только вперёд-назад, на дисплей выводится номер включённой передачи.

Вилками переключения передач управляет специальный вал, который имеет борозды волнообразной формы. С каждым толчком рычага он крутится на определённый градус, а форма борозд способствует продвижению вилки в нейтральное положение, или на включение какой либо передачи.

Для переключения передач в секвентальных КПП можно использовать пневмо, или электро-привод рычага, расположив кнопку привода для удобства — на руле, или использовать подрулевой переключатель. Опять-таки это актуально только при гоночной езде когда некогда думать какая передача у тебя включена (у секвентальной коробки на щиток приборов выводится табло, показывающее какая передача в данный момент включена). К тому же в гоночном автомобиле сильно трясёт (а на наших трассах часто колбасит) и просто иногда трудно попасть в нужную передачу (при использовании поискового механизма). Но при обычной езде это не только не нужно, но и просто неудобно, т.к. всё время приходится переключаться через несколько ступеней.

Кулачковые коробки делают многие фирмы, специализирующиеся на гоночном оборудовании. Принципиально они все одинаковые. Различаются качеством ипользуемых материалов, небольщими конструктивными особенностями, тщательностью изготовления и ценой. Из известных и более менее качественных : Sadev, Gemini, Heuwland. Но все они безумно дорогие. Попытки найти компромисс между ценой и качеством часто оборачивается большими потерями (имеется большой опыт).

Три с половиной секунды… Многие водители, которые никуда не торопятся и берегут коробку передач, примерно столько же времени тратят на одно лишь переключение с первой на вторую. При испытаниях, когда переключение производится максимально быстро, почти ударом, но все же так, чтобы не повредить синхронизаторы, оно занимает примерно 0,5-0,6 с. Под временем переключения мы понимаем промежуток от начала выключения сцепления до его обратного включения. А вот спортивная кулачковая коробка передач, в которой синхронизаторов нет, и переключение происходит без выжима сцепления, позволяет сменить передачу почти втрое быстрее — примерно за 0,18-0,20 с. Неудивительно, что кулачковые КПП, несмотря на их малый ресурс и высокую стоимость, так популярны в гонках. Особенно если учесть, что выигрыш на каждом переключении составляет даже не 0,4 с, как можно было бы подумать, а гораздо больше. Ведь чем быстрее происходит переключение, тем меньше падают обороты двигателя, а следовательно, интенсивнее продолжается разгон. Опыт наших замеров показывает, что стоит при разгоне до 100 км/ч допустить малейшую оплошность — например, включить передачу недостаточно быстро — как результат ухудшается сразу на секунду-полторы. Особенно это актуально для турбомоторов, которые работают в узком диапазоне оборотов и за время переключения нередко успевают «свалиться» в турбояму. Преимущества кулачковых КПП очевидны. Но одно обстоятельство затрудняет их применение на дорожных машинах. Отсутствие синхронизаторов требует от водителя очень точных действий при переключениях. Без правильно выполненной перегазовки понижающая передача либо вообще не включится, либо включится с жестким ударом. В общем, нужно обладать твердыми спортивными навыками, чтобы ездить по городу с кулачковой КПП, но и в этом случае вряд ли такая езда доставит много удовольствия.

Понятно, 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. 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 „мозг“ 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.

Comments 12

Полезная статья. Хоть знать буду что это такое.

Рад что понравилось.

Подскажите о чём речь в первых строках — кулачковая коробка на базе Вазовской, кто её делал-делает ?

В данный момент я даже не знаю кто занимается выпуском таких комплектующих, надо искать по сайтам.

А раньше делали и в Тольятти и в других городах конторах.

Не подскажите на 2jz кулачковую коробку, не как не могу найти ! Заранее спасибо .

подскажи а как переключать передачи с такой коробкой ? так же как и с коробкой на которой стоят синхронизаторы ?

подскажите ценник на такую кпп плиз

Если б.у то 2000 вечно мёртвых президентов в этом диапазоне!

интересно!) отлиный пост!) но из за "примозубов" кпп жужит наверно… как задняя на обычном, хотелось бы прокатиться на авто с таким кпп)

спасибо)))рад что понравилось.

да шум от прямозуба очень сильный, я ездил в таких машинах, ощущения не передаваемые)))))

если в городе есть раллисты то можешь с ними договорится что прокатили))))

Материалы: http://www.drive2.com/b/1585060/