Вот почему коробка передач не влияет на мощность двигателя

Вот почему коробка передач не влияет на мощность двигателя

Алексей Дождь запись закреплена

Почему коробка передач не влияет на мощность двигателя

Как бы ни старались автопроизводители уменьшать массу своих новых автомобилей, у них не получается уменьшить вес автоматических коробок с большим количеством передач. Дело в том, в какой бы корпус они не засунули бы внутренние компоненты 9-ти ступенчатого «автомата», АКПП будет все равно больше весить, чем та же 7-ми ступенчатая трансмиссия.

Все автопроизводители давно знают, что для повышения мощности нужно делать автомобили легче. Зачем оснащать автомобили АКПП с большим количеством передач?

Кроме того, не стоит забывать, что более тяжелая коробка передач приводит к перегрузке передней части #машины.

Таким образом, установка коробки с большим количеством передач, которая весит намного больше аналога с меньшим количеством передач, не лучшее инженерное решение в современной автопромышленности.

Чем больше передач в коробке, тем быстрее разгон автомобиля.
Конечно, не буду отрицать, что большое количество передач в АКПП помогает динамичному ускорению автомобиля. Вот почему большинство автомобилей, оснащенных 6-ти ступенчатой АКПП, разгоняются быстрее своих предшественников, которые ранее оснащались четырехступенчатыми «автоматами».
Но это не означает, что девятиступенчатые трансмиссии сделают современные авто еще быстрее.

Спросите у любого человека, у кого есть горный велосипед с 21-скоростями, какими скоростями он пользуется чаще всего. В итоге вы выясните, что, как правило, велосипедисты чаще всего используют скорости с 1-й по 7-ю и с 14-й по 21-ю. Остальные используются очень редко.

То же самое касается и автомобилей с 5-ти или 6-ти ступенчатыми АКПП. Чаще всего автомобиль будет использовать одинаковые валы и шестерни. Так что большую часть времени автомобиль с 9-ти ступенчатой АКПП будет также использовать те же передачи, что и обычные старые классические АКПП. Соответственно, в большинстве случаев, при ускорении, автомобили с 6-ти ступенчатой трансмиссией не будут уступать машинам с 9-ти ступенчатыми АКПП.

Вот почему #Mazda6 с 6-ти ступенчатым «автоматом» разгоняется также быстро и эффективно как новый #Chrysler200 с 9-ю ступенчатым «автоматом».
#летоспользой #авто

Все о коробке передач и передаче момента на колеса

В этой статье мы поговорим о влиянии коробки передач на динамические характеристики автомобиля.

Что разгоняет автомобиль? Ответ — двигатель. Двигатель обладает характеристикой крутящего момента в зависимости от оборотов.
От чего зависит динамика автомобиля – от крутящего момента на колесах. Как мы уже выяснили из предыдущей статьи, максимальный приведенный крутящий момент с двигателя получается в точке его максимальной мощности.

Рассмотрим график крутящего момента и мощности атмосферного мотора обьемом 2.5л

Как видим из картинки максимальный крутящий момент равняется 242Нм при 5100 об/мин, а максимальная мощность 208 л.с. при 6800 об/мин
Давайте посчитаем средний крутящий момент у этого двигателя в диапозоне 2000-6000 об/мин.

На 2000 об/мин мы имеем 175Нм, на 6000 об/мин 234Нм, как результат в среднем мы получаем 220Нм в диапозоне 2000-6000об/мин у данного двигателя.

Что будет если в коробке передач будет всего 1 передача? Крутящий момент будет всегда прямо пропорционально передаваться на колеса от двигателя через 1 передачу. И если предположить, что у нас главная пара так же 1 к 1, то график крутящего момента на колесах будет в точности повторять график крутящего момента двигателя умноженный на передаточное число той самой 1 передачи.

Недостаток такой схемы в том, что нам придется выбирать: делать эту передачу короткой чтобы более-менее динамично ускоряться, но иметь максимальную скорость, например 70км/ч, или длинной, скажем до 200км/ч, но тогда даже стронуться с места будет достаточно проблематично.

Посчитаем передаточное число, для того чтобы получить 200км/ч при 6000 об/мин на 1 передаче, на колесах размером 225/45 R17. Длинна окружности колес – 1.993м. 200км/ч это 3.33 км/мин или 3333 метра в минуту. 3333/1.993 = 1672.3 об/мин если сделать прямую передачу. Следовательно, чтобы на 6000 об/мин получить 200км/ч нужно поставить понижающий редуктор в 3.587 раза (для простоты округлим до 3.6). То есть уменьшаем обороты в 3.6 раза, во столько же повышаем момент.

Вот так будет выглядеть график крутящего момента НА КОЛЕСАХ в разгоне 0-200 км/ч, для мотора 2.5л показанного выше. Т.е. каждая точка графика умножается на 3.6.

Оговоримся сразу, что мы стартуем с помощью сцепления на 2000 об/мин, поэтому диапазоном, лежащим до 2000 об/мин пренебрегаем. В реальности же средний крутящий момент будет еще меньше, и двигатель вообще может не стронуть автомобиль с места.

Давайте посчитаем средний (интегральный) крутящий момент на колесах в диапазоне 0-200 км/ч. 3,6*220 — примерно 792Нм.

Из-за чего так происходит? Все дело в моментной характеристике ДВС. Даже у мотора мощностью 208 л.с. обьемом 2.5 литра при 2000 об/мин всего 175Нм крутящего момента. Учитываю нашу длинную одноступенчатую прямую КПП, 792Нм на колесах это крайне мало для адекватного ускорения.

Давайте добавим еще 1 ступень, получив двух ступенчатую коробку передач. Допустим первая передача имеет передаточное отношение 2:1 к нашей старой передаче, то есть понижает обороты вдвое, удваивая крутящий момент. Вторая передача останется так же до 200км/ч. Итого первая передача до 100км/ч, понижение оборотов в 7.2 раза, вторая до 200 км/ч понижение в 3.6 раза.

Давайте посчитаем средний (интегральный) крутящий момент на колесах в диапазоне 0-100 км/ч. 220*7.2 = 1584 Нм. Он стал вдвое выше из за передаточных чисел. В диапазоне 100-200 км/ч он так же будет выше, потому что после переключения на вторую (100км/ч), стрелка тахометра упадет на 3000 об/мин, а значит и средний крутящий момент мотора в диапазоне 3000-6000 об/мин будет выше, и составит примерно 225Нм.

Средний крутящий момент в диапазоне 100-200 км/ч составит примерно: 3.6*225Нм = 810 Нм. Значит в среднем по диапазону 0-200км/ч: (1584+810)/2 = 1197Нм. То есть добавив всего 1 передачу мы увеличили средний крутящий момент на 51%: с 792Нм до 1197Нм, следовательно, и время разгона 0-200 км/ч сократилось бы в полтора раза.

А теперь представим, что мы поставим современную 5 ступенчатую КПП,
где:
0-50км/ч – 1-я передача, понижение оборотов в 14.4 раза,
50-100км/ч — вторая, понижение оборотов в 7.2 раза,
100-150км/ч — третья, понижение оборотов в 4.8 раза,
150-200км/ч — четвертая понижение оборотов в 3.6 раза,
200+ км/ч — пятая.
Посмотрим, как изменится график момента на колесах:

Посчитаем средний крутящий момент на колесах по диапазонам:

0-50 км/ч диапазон 2000-6000об/мин – 220Нм*14.4 = 3168Нм
50-100 км/ч диапазон 3000-6000об/мин – 225Нм*7.2 = 1620Нм
100-150 км/ч диапазон 4000-6000об/мин – 230Нм*4.8 = 1104Нм
150-200 км/ч диапазон 4500-6000об/мин – 235Нм *3.6 = 846Нм

Средний крутящий момент в диапазоне 0-200 км/ч: (3168+1620+1104+846)/4 = 1684 Нм.
Следовательно имея 4 передачи в диапозоне 0-200 км/ч дают нам в 2.1 раза крутящего момента больше по сравнению с 1 ступенчатой КПП и на 40% больше по сравнению с 2 ступенчатой.

Но при этом если бы у нас было еще пару передач, то мы могли бы еще «сжать» диапазон каждой и получить дополнительные пару % момента на колесах.

Какой вывод можно сделать:

Чем больше передач, тем выше средние обороты, а следовательно мы находимся ближе к точке максимальной мощности мотора, а следовательно получаем максимальную отдачу от мотора.

А что будет если сделать очень много передач. Бесконечно много. До каких пор мы можем увеличивать средний крутящий момент на колесах? Так придумали вариаторную кп.

Вариатор позволяет держать мотор всегда на пике мощности на высоких оборотах, подбирая при этом максимальные передаточные числа чтобы получить максимальный крутящий момент на колесах, а следовательно ускорение.

Можем ли мы построить график крутящего момента на колесах вариатора – да.

Средний крутящий момент в диапазоне 0-200 км/ч тут составит порядка 1900Нм, что на 15% больше чем у 4-х ступенчатой акпп, и на 10% больше чем у 5- ступенчатой и лишь на 2% больше чем у 10 ступенчатой акпп. Больше получить невозможно.

Что произойдет если поставить маленькие колеса или скажем укоротить ГП? Наши передачи «сожмутся», станут короче, а момент пропорционально вырастит. Если раньше вы ехали 50км/ч на 1-й и 100км/ч на второй, то укоротив на 10% ГП, вы станете ехать 45 и 90 км/ч соотвествественно, но 90-100км/ч вам придется уже ехать на третей. Другими словами вы «виртуально» увеличиваете количество передач, но эффект будет иметь действие, если вы точно знаете, под какой скоростной диапазон подбираете передаточные числа.

Чем больше передач — тем выше средний крутящий момент на колесах. Тем быстрее разгон автомобиля.
Вариаторные коробки передач максимально эффективно реализуют потенциал двигателя на дорогу.
4 передачи в диапазоне 0-200км/ч всего на 15% хуже, если бы их было 10, но при этом втрое лучше чем 1. Поэтому делать более 6-7 разгонных передач практически нет смысла
Укорачивать коробку передач ГП или колесами надо с умом — нужно заранее знать какой скоростной диапазон вы хотите оптимизировать

Вот почему коробка передач не влияет на мощность двигателя

Миф или реальность: Может ли коробка передач влиять на мощность двигателя

О чем только не спорят автолюбители в Сети. Доходит даже до смешного и нелепого, когда группа автомобилистов начинает доказывать другой группе какие- то технические моменты касаемо автомобилей, их технических характеристик, приводя доводы в стиле «мы знаем и докажем всем, что Земля плоская». Больше всего, конечно, споров среди армии автовладельцев и автоэкспертов возникает по техническим вопросам. В частности, в последнее время в Сети поднялась волна споров по поводу коробки передач и мощности двигателя. В чем суть спора? Как вы думаете, влияет ли коробка передач автомобиля на выработку мощности двигателем?

Казалось бы, ответ очевиден. Но нет, в Сети развернулась настоящая битва по этой теме. На многих форумах, в группах в соцсетях и в комментариях к ряду статей в различных СМИ, пишущих на автотематику, нафлудили уже столько страниц комментариев, что диву даешься, откуда у людей столько времени в рабочие дни на создание больших опусов.

Итак, одна сторона утверждает, что коробка передач влияет на мощность двигателя, тогда как их оппоненты настаивают, что коробка – это обычный инструмент передачи мощности и крутящего момента на колеса и поэтому ни в коей мере влиять на мощность мотора не может ни в большую, ни в меньшую сторону. Так кто же прав?

Во-первых, давайте сразу поставим точки над i. Ответ на этот волнующий многих вопрос кроется в понимании его сути или в его правильности. Ведь не секрет, что хорошую тему можно легко испортить неправильно перефразированным вопросом. Вот и получается, что многие люди в Сети чаще начинают спорить и доказывать свою значимость и эрудицию, неправильно поняв какой-нибудь вопрос или тему, которую автор подал не совсем точно.

Во-вторых, что нужно понимать под фразой «влияет ли коробка на мощность»? Ведь это зависит от того, с какой стороны посмотреть. Например, если речь идет о мощности, которую выработал двигатель на определенных оборотах, то, конечно, мощность, проходя через КПП, теряется из-за трения. В итоге часть мощности согласно закону сохранения энергии преобразуется в тепло, нагревая внутренние компоненты двигателя.

Если же вопрос ставится о самой мощности двигателя, то, бесспорно, коробка передач не может повлиять на выработку двигателем этой мощности.

Как мы уже сказали, трансмиссия – это механический инструмент передачи крутящего момента и мощности от двигателя на ведущие колеса.

А утверждение, что коробка передач напрямую мешает двигателю вырабатывать мощность, неправильно и идет вразрез с законами физики.

Ведь это все равно что утверждать, будто плоскогубцы влияют на нашу силу и мощь, когда мы на них нажимаем. Плоскогубцы, как и КПП, – обычный инструмент для выполнения определенной задачи. Соответственно, плоскогубцы не влияют на нашу потенциальную силу и мощь.

Казалось бы, все просто и логично. Но нет, даже при таких простых объяснениях и примерах находятся обязательно люди, которые начинают приводить доводы, что коробка передач все-таки влияет на вырабатываемую мощность автомобилем, поскольку крутящий момент оказывает прямое влияние на итоговую мощность автомобиля.

При этом многие просто забывают, что крутящий момент представляет собой силу вращения на вашу коробку. Но крутящий момент – это не энергия. А мощность, как вы знаете, и есть энергия.

Например, если вал не вращается, энергия не расходуется. Значит, двигатель никакой работы не выполняет. Если же вал вращается, то мощность двигателя образуется за счет крутящего момента двигателя и оборотов мотора.

Коробка же получает конечную (уже выработанную) мощность и определенный крутящий момент и передает все это с помощью зубчатых шестеренок с разными передаточными числами.

Таким образом, любая коробка передач – это, по сути, трансформатор преобразования и передачи крутящего момента на колесные оси, меняющий коэффициент крутящего момента в зависимости от оборотов двигателя. Например, если на определенной передаче КПП снижает число оборотов двигателя на определенное соотношение, то одновременно с этим трансмиссия увеличивает крутящий момент (силу) на тот же коэффициент.

Мощность (поток мощности, выработанной двигателем), по сути, остается неизменной на обоих валах. Но это опять же в теории. На практике мощность, вырабатываемая двигателем, не попадает полностью на колеса. Есть естественные потери. Но вопрос сегодня был не в этом. Речь в нашем сегодняшнем материале шла о том, может ли коробка передач влиять на мощность двигателя. Как видите, коробка не является источником энергии. Соответственно, повлиять на выработку мощности автомобиля она не может.

Мифы и легенды об АКПП: развенчиваем популярные заблуждения

В статье мы будем развенчивать мифы, а если Вам, дорогой читатель, статья понравится, напишем про легенды. Про то, что когда-то было актуальным или актуально до сих пор. Обращаем внимание, что под аббревиатурой «АКПП» мы имеем ввиду автоматическую коробку с гидротрансформатором и планетарными передачами, она же — гидромеханическая, то есть «классическая» АКПП.

Мы, пожалуй, не будем останавливаться подробно на устройстве типичной АКПП, благо совсем недавно писал исчерпывающую статью о гидротрансформаторе и чуть ранее – о проблемах электрики.

Миф 1. Масляное голодание

Почему-то распространено мнение, что масляный насос АКПП приводится в действие от турбины (выхода) гидротрансформатора. На самом деле, привод насоса соединен с корпусом гидространсформатора, то есть, фактически, с маховиком двигателя, поэтому насос будет нагнетать давление в систему сразу после того, как мотор начинает вращаться, и масло будет прокачиваться в системе при любом режиме работы коробки. Поэтому масляного голодания в исправной коробке не бывает ни в каких режимах.

Миф 2. Ужасная N

Миф 3. Прогрев АКПП

Миф 4. Автомобиль с АКПП не тормозит двигателем

Миф 5. Классические АКПП скоро не будут производиться.

Данная статья написана в рамках Конкурса авторов — 2015. Лучшие работы читайте здесь .

Организаторы конкурса:

Читайте также:

Для комментирования вам необходимо авторизоваться

И почему это ДСГ не может обойтись без сцепления (теоретически)? Если и сейчас при определенном опыте в МКПП можно менять передачи и без сцепления (настоятельно рекомендую не пробовать).

А вообще все верно кроме 5го мифа. Уходят они из массового сегмента в нишу автомобилей с огромным крутящим моментом.

потому что гидротрансформатор глушит переходные моменты и там передачи не жестко переключаются .

передачи в планетарной коробке переключаются плавно за счет плавности включения самого фрикциона, ГДТ тут вообще не при делах

ну я бы поспорил, как минимум, за нейтраль, и о прогреве пару строк можно добавить, важных

Мифы возникали на почве некачественного обслуживания и ремонта АКПП. В связи с развитием профильных сервисов, подобные заблуждения канули в лету.

Отличная статья,написано очень грамотно.Браво.

Офигительная статья. Автору спасибо. Грамотно и доходчиво.

А теперь пусть расскажет о мозгах АКПП и как они адаптируются к типу вождения. и как влияет на такие АКПП переход из нейтрали в драйв и тапок в пол.

Отличная статья! С большим интересом прочитал 🙂 спасибо!

Отличная статья! С большим интересом прочитал 🙂 спасибо!

Ну тупари . не ездить накатом по безопасности . совсем тупорылые . каждым сам разберется в своей безопасности . нам нужны технические свойства

Статья шикарна. Все подробно и по делу. Люблю вот на такие ресурсы заглядывать, много полезного для себя подчеркиваешь. Но не стоит забывать и про форумы https://info-akpp.ru, на которых так же есть специалисты, готовые оперативно помочь в любой сложившейся ситуации, хоть и удаленно. Пусть не всегда помочь, но подсказать уж точно.

Согласен с id437914745, только без «тупарей» (опытом делиться надо без оскорблений). Автору не стоило к одному мифу другие добавлять. «Последний момент: не стоит ехать накатом без включенной передачи, но не из-за пресловутого масляного голодания – его-то как раз не будет. Просто по соображениям безопасности – не успеете среагировать на внезапно возникшее препятствие».

1. Создается впечатление, что препятствия внезапно возникают только на нейтралке.
2. Ни рыбы, ни птицы не читали про «соображения безопасности»: и скользят, и парят себе в удовольствие. Велосипедиста не заставишь зря крутить педали, если велик сам катится. Примеров наката в природе много: зря что ли Ньютон инерцию открывал?
3. «… ехать накатом без включенной передачи…» — масло масляное.

Задание автору для следующей статьи, чтобы победить в Конкурсе авторов. По пунктам расписать, что происходит при снятии машины с паркинга, ответив на вопросы: 1) зачем нажимать тормоз; 2) зачем нажимать кнопку на рычаге; По пунктам расписать, что происходит в трансмиссии при остановке автомобиля педалью тормоза на «D» или на «R», ответив на вопросы: 1) как сцепление (или что там в АКПП?) узнает, что пора разъединить двигатель с колесами; 2) какие выключатели, датчики или клапаны в коробке или на колесах при этом задействуются; 3) какие кнопки включает и выключает конкретно педаль тормоза (кроме включателя стоп-сигналов); По пунктам расписать, что происходит в трансмиссии при остановке ручником, ответив на вопросы: 1) как сцепление (или что там в АКПП?) узнает, что пора разъединить двигатель с колесами; 2) какие выключатели, датчики или клапаны в коробке или на колесах при этом задействуются; 3) какие кнопки включает и выключает конкретно рычаг ручника; По пунктам расписать, есть ли принципиальная разница для «мозгов» коробки или «мозгов» двигателя в том, каким образом происходит остановка машины: 1) от нажатия педали тормоза; 2) от затягивания ручника; 3) из-за препятствия (движок не тянет на подъем или при упоре в камень на режимах «D» или «R»); 4) по-разному ли ведет себя трансмиссия в зависимости от способа или причины остановки;

Тест: что надо знать про мощность и крутящий момент в автомобиле

Gonschiki MRW_zr 11_15

Мощность — это работа, совершаемая за единицу времени. Можно сказать, что мощность — это скорость выполнения работы. Например, трактор за секунду накосит больше сена, чем газонокосилка. Основная единица измерения мощности — ватт (Вт). Численно она характеризует собой работу в один джоуль (Дж), совершенную за одну секунду. Распространенная внесистемная единица — лошадиная сила, равная 0,736 кВт. Для примера: мощность двигателя 170 кВт соответствует 231,2 л.с.

А что такое крутящий момент? Со школы помним про силу, помноженную на плечо, — измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Смысл очень простой: если момент, приложенный к колесу радиусом 0,5 м, составляет, скажем, 2000 Н·м, то толкать наш автомобиль будет сила в 4000 Н (с округлением — 400 кгс). Чем больше момент, тем энергичнее мотор тащит машину.

Связь между этими двумя основными параметрами неразрывная: мощность — это крутящий момент, умноженный на угловую скорость (грубо говоря, обороты) вала. А может ли существовать крутящий момент при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность?

Tires_1600

Оцените уровень своих знаний — ответьте на вопросы. Это не так просто, как кажется на первый взгляд. Исходные условия: разного рода потери, например на трение, не учитываем, а нагрузки на колёса и условия сцепления шин с покрытием считаем одинаковыми, если не оговорено иное.

1. Автомобиль в глубокой колее сел на брюхо: ведущие колеса вертятся, не касаясь земли. Водитель упрямо газует. Какую полезную мощность может при этом выдать двигатель?

Б — в зависимости от оборотов;

Г — в зависимости от включенной передачи.

Правильный ответ: В. Автомобиль не движется, мотор не совершает полезной работы. Значит, и полезная мощность равна нулю.

2. Заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге. Как распределена мощность между ведущими колесами?

Б — обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес;

В — в зависимости от сил сцепления с покрытием;

Г — прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес.

Правильный ответ: В. При блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, но моменты на них не выравниваются — они зависят только от сцепления с дорогой. Следовательно, реализуемые колесами мощности тоже определяются силами сцепления с покрытием.

колесо

3. На что влияет мощность мотора?

А — на динамику разгона;

Б — на максимальную скорость;

В — на эластичность;

Г — на все перечисленные параметры.

Правильный ответ: Г. Часто полагают, что машину тащит исключительно крутящий момент. Но поставщиком крутящего момента является мотор. Если тот перестанет снабжать колеса энергией, то все динамические параметры будут равны нулю. Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности. А она-то и определяет запас энергии, которую способен выдать двигатель. И влияет на все перечисленные параметры.