Как сделать короткие передачи
«Короткая» и «длинная» коробка передач. Что лучше?
Понятие «длины» КПП ничего не говорит о её габаритах. Зато во многом охарактеризует «норов железного коня», его динамические и скоростные характеристики. «Крутые» стритрейсеры специально «укорачивают» коробки своих «болидов» и очень этим гордятся. Зачем и как они это делают и на самом ли деле это так здорово?
Что такое передаточное число коробки передач и на что оно влияет
Одна из основных характеристик трансмиссии авто — передаточное число коробки передач. Значение термина — соотношение количества зубьев двух взаимодействующих шестерён, ведомой к ведущей. Или, что то же самое, соотношение угловых скоростей либо частоты вращения обеих элементов кинематической пары. Размер зубцов на обеих шестернях будет одинаковым, различаться могут их диаметры. В случае взаимодействия нескольких зубчатых колёс, общее значение определяется произведением чисел для всех пар. Если ведущее колесо имеет меньший диаметр и число зубьев, чем ведомое, скорость вращения на выходе снижается, а крутящий момент повышается. Чем ниже скорость, тем выше тяга. При обратном соотношении диаметров шестерён всё наоборот: скорость выше, но тяга меньше.
Ступени КПП
В КПП любого типа присутствует несколько ступеней. Среди них выделяют низшие, одну прямую и высшие (одну или две). КПП внедорожников и тягачей имеют дополнительные понижающие передачи, они обеспечивают увеличение крутящего момента. Чем ниже ступень, тем выше её передаточное число и тем она «короче». Низшие ступени в большинстве МКПП, — первых три. Они, обеспечивая большую тягу, предназначены для трогания, медленной езды, разгона. Затем мы переключаемся на прямую передачу — четвёртую. Пятая, повышенная или «длинная» — для движения на высокой скорости. Однако она не может обеспечить нужный крутящий момент, когда мы едем в гору или собираемся обогнать впереди идущую машину. Необходимо перейти на ступень ниже: четвёртую или даже третью. 
«Длинными» и «короткими» могут быть не только нижние передачи, но и МКПП в целом — это определяет главная передача. Для обычного автомобиля, владельцем которого будет среднестатистический водитель со спокойной манерой езды, производители стараются создать сбалансированную трансмиссию с усреднёнными характеристиками.
Передаточные числа ступеней в коробках передач выбираются с учётом типа привода, веса машины, мощности мотора, диаметра колёс. Расчёт ведут таким образом, чтобы при приличной динамике водителю не приходилось часто переключать рычаг и расход топлива был умеренным.
Массовые авто оснащают «длинными» КПП. Они удобнее, шире диапазон скоростей для каждой из ступеней. В городе, при постоянном изменении скорости движения, это имеет большое значение.
Спортивные версии, рассчитанные на любителей быстрой езды, оборудуются «короткими». Реально «рвануть» первым с перекрёстка, но переключаться придётся чаще.
Для большинства иномарок характерно наличие нескольких версий с разным темпераментом и моторами разной мощности. Зачастую, КПП тоже имеют разные модификации, адаптированные к типу двигателя.
Неодинаков подход в проектировании трансмиссии у различных производителей. Например, VW, Opel, Volvo, французские, американские, корейские и большинство японских авто имеют «длинные» КПП, предназначенные для умеренной манеры езды. Марки со спортивным имиджем Alfa-Romeo, Lancia, BMW, Audi, SAAB, Honda тяготеют к «коротким».
Замена КПП
Допустим, на подержанной машине требуется замена вышедшей из строя КПП. Ищем замену. С «Жигулями» всё просто: два типа КПП на все миллионы автомобилей. Отличаются только наличием пятой ступени. С иномарками сложней. Например, на знаменитый VW Golf MKII устанавливалось восемь различных коробок передач, различающихся передаточным числом. Почти все они полностью взаимозаменяемы. Однако, после установки КПП от другой модификации, владелец может быть сильно удивлён изменившейся динамикой. Модель GTI может стать «вялой», а семейная машина будет рвать с места, жрать топливо и стать сложной в управлении.
Поэтому, прежде чем заменить КПП, рекомендуется узнать её модификацию (по VIN-коду или по обозначению на самом агрегате) и поискать схожую.
Тюнинг
Отечественный тюнинг — наследие советского автопрома, где на самую большую страну мира производили три типа легковых автомобилей. Обвес, светодиодные «глазки БМВ» и дырявый глушитель-прямоток «звук Мазерати» позволяют владельцам отечественных авто хоть как-то выделиться из безликого потока. «Продвинутые и рукастые» автолюбители идут дальше и глубже, внося конструктивные изменения в двигатель и трансмиссию.
Считается, что «укоротить» коробку — очень круто. Любители быстрой езды могут приобрести вместо стандартных пар (рядов) шестерён альтернативные, повышающие передаточное число. К примеру, значение для главной пары ВАЗ 2107 в заводской КПП составляет 3,9, для ВАЗ 2108 — 3,8. Изменяют на 4,1 и более, до 5,1. Да, это позволяет машине «выстрелить» с места, но ухудшает другие характеристики. Повышается расход топлива и износ двигателя, снижается максимальная скорость, приходится часто переключаться. Чрезмерный тюнинг КПП вместо острых ощущений может привести к разочарованиям.
Лада Приора Седан городской атмосферник › Бортжурнал › Короткоходная кулиса, разница во времени переключения.
Привет всем, сегодня поговорим о такой штуке как короткоходная кулиса.
Для начала рассмотрим, что вообще такое эта кулиса и зачем она нужна в автомобиле.
Начнем с того, что само название кулиса является народным. Техническое название — тяга привода управления коробки передач, с ней жестко связан рычаг выбора передач. Многие считают что кулиса и рычаг это одно целое, однако, это не так, они лишь детали одного механизма. Далее не будем выпендриваться, и продолжим называть как все.
Если кто-то не хочет читать можно посмотреть видео, но на самом деле текстовая версия и видео взаимно дополняют друг друга.
Уже из названия становится ясно для чего она необходима:
— передача управляющего воздействия на шток выбора передач
— соединение с рычагом выбора передач в салоне
— «направляющая» в крепление рычага выбора передач к кузову
Схема привода переключения передач автомобилей ВАЗ
Рассмотрим устройство и принцип работы короткоходной кулисы.
На иллюстрации ниже схематически расположено перемещение рычага выбора передач при включении первой передачи из положения нейтральной передачи.
Точки «О» и «F» — это заводской РПП в положении нейтральной передачи. Чтобы включить первую передачу вам нужно передвинуть тягу, которая соединяется с рычагом в точке «B» — в точку «А». При этом ручка рычага переключения передач переместится в точку «Е». Чтобы сократить перемещение рычага переключения передач необходимо переместить точку его соединения с кулисой в точку «D», это позволит продвинуть тягу (кулису) на необходимое расстояние с меньшим ходом рычага. Единственный момент, это очень значительно возрастет усилие, которое необходимо для переключения передачи, чтобы скомпенсировать этот момент применяют удлинение самого рычага, главное соблюсти баланс, чтобы сократить ход и не сильно увеличить усилие.
Да, ты правильно подумал, короткоходную кулисувозможно изготовить своими руками, хотя при её стоимости этим можно заниматься только при наличии желания «позаниматься сексом» с металлом и сделать её самому.
Данная доработка чрезвычайно актуальна практически для всей линейки автомобилей ВАЗ с передним приводом.
Особенно актуальна для:
— семейство Самара, такие как 2108, 2109 и модификации
— десятое семейство, такие как 2110, 2111, 2112 и модификации
— семейство Самара 2, такие как 2113, 2114,2115 и модификации
— семейство приор при КПП без тросового привода
Автомобили семейства Калины и её «родственников» с рождения имеют более удачный в этом плане механизм, и эффект от установки короткоходной кулисы будет не таким значительным. Также на автомобилях этого семейства впервые был установлен «безлюфтовый» шарнир в народе карданчик, его без проблем можно установить вместо родного и тем самым дополнительно улучшить четкость переключения передач. Для установки карданчика в стандартную кулису его потребуется немного обрезать, короткоходные кулисы «обрезания» карданчика не требуют.
Некоторым людям установка карданчика отбивала желание установки короткоходки, т.к. одна его установка дает хороший бонус в четкости включения передач.
Сама установка кулисы обычно не вызывает никаких проблем и практически полностью совпадает с установкой заводской кулисы. Если ход рычага выбора передач сократить слишком сильно может перестать работать фиксатор задней передачи, шток на рычаге просто не достанет до пластины фиксатора. Езда задом при слишком коротком ходе будет теоретически возможна, но на практике при каждой необходимости движения задом будет литься поток нецензурной брани т.к. передачу потребуется удерживать вручную.
Технологические особенности, достоинства и недостатки, реальный эффект
Сколько реально можно сэкономить во времени разгона при установке короткоходной кулисы.
Теперь настал черёд поистине уникального материала! Огромное количество людей установившее такую кулису сделали именно для снижения времени разгона, кого-то интересует динамика до 100 км/час, а кого-то динамика на квотере. Здесь можно подметить одну маленькую особенность, человек только входящий в тюнинг в подавляющем большинстве не понимает на зачем ему этот квотер, и лишь в дальнейшем начинает оценку динамики автомобиля именно по прохождению 402 метрового участка (квотера)…
Чтобы нам определить на сколько быстрее автомобиль может поехать при установке такой кулисы нам необходимо одно из двух.
Пойти методом сравнения разгона в прямую, для этого необходимо:
— провести как минимум 3-5 разгонов до установки
— провести как минимум 3-5 разгонов после установки
— вывести среднее арифметическое время разгона до и после
— вычесть из большего меньшее
Пойти методом сравнения времени переключения передач, для этого необходимо:
— измеритель времени разгона с возможностью определить время переключения
— проанализировать как можно большее переключений до установки
— проанализировать как можно большее переключений после установки
— вывести среднее арифметическое время переключения до и после
— вычесть из большего меньшее
Метод сравнения предполагает замер до установки и после на одинаковой конфигурации без внесения дополнительных изменений, но я живой человек и как водится, могу прощёлкать этот момент и не замерить время до установки, что и произошло в этот раз. Поэтому в моём случае возможен только второй способ, благо инструмент который позволяет нам провести такое сравнение имеется и данные тоже.
Честно говоря мне второй способ более интересен изначально именно по причине того что массив данных значительно больше и как следствие растет точность результатов.
В качестве измерительного инструмента использую PerfExpert — CarOnboardDyno&Timer. Эта программа устанавливается на телефон, она позволяет измерять характеристики автомобиля, такие как его мощность, крутящий момент и время разгона. Для работы с программой не требуется никакой электронной связи с автомобилем, замеры происходят на базе акселлерометра. Их результаты представлены в виде подробных отчетов с интерактивными графиками по которым вполне возможно искать как оптимальные точки переключения, так и производить точную подстройку прошивку, но это тема отдельной записи.
Как пользоваться программой и в чем суть можно узнать в видео ниже.
Все результаты полученные в программе можно выгрузить в свой аккаунт и анализировать на большом экране, итак как это выглядит:
Van046 › Блог › Тюнинг КПП ВАЗ.
К современному автомобилю предъявляется ряд требований, среди которых, наряду с хорошей динамикой он должен:
Во-первых, уверенно трогаться с места на подъеме с полной нагрузкой, для этого низшую передачу делают короткой.
Во-вторых, развивать максимальную скорость. Для этого передача, на которой она достигается должна быть длинной. Также нужна высшая передача для экономичного движения по трассе.
Попытка удовлетворить эти требования привела к тому, что стандартный ряд КПП переднеприводных ВАЗов имеет «провалы» между соседними передачами. Один из самых известных – между первой и второй. Он возникает из-за большой разницы между передаточными числами первой и второй передачи. Чтобы обеспечить автомобиль запасом тяги после переключения на вторую передачу, нужно сильно выкрутить первую. В результате, первыми в стандартной КПП выходят из строя синхронизатор и шестерня 2-й передачи.
На пятой передаче автомобиль лишается запаса тяги, необходимого для обгонов и перестроений.
Для тюнинга КПП выпускаются различные ряды передач, они отличаются передаточными числами и характером, который сообщается автомобилю. Несмотря на различия, все тюнинговые ряды строятся по одному принципу. Низшая передача обычно длиннее, высшие передачи короче и ближе друг к другу. К любому ряду можно дополнительно установить 6-ую передачу. Ряд передач и главную пару нужно подбирать под конкретный мотор и условия использования. Для удобства управления КПП можно установить короткоходную кулису переключения передач и жесткий карданчик от Калины.
Для динамики разгона мощность двигателя — не главное, важнее крутящий момент, но он достигается на определенных оборотах двигателя, при разгоне этот режим оказывается кратковременным, поэтому нужно, чтобы отдача мотора оставалась высокой во всем диапазоне оборотов. При разгоне, по мере роста оборотов растут крутящий момент и мощность. При определенной частоте вращения момент достигает максимума и начинает падать. Мощность — произведение момента на обороты, поэтому с ростом оборотов она увеличивается. Когда рост оборотов перестает компенсировать снижение крутящего момента, мощность начинает уменьшаться — дальше крутить двигатель бесполезно, обороты будут еще увеличиваться, но динамика разгона спадает.
Разгон будет наиболее интенсивным, если удерживать обороты между максимальным моментом и максимальной мощностью.
Для наилучшей динамики трансмиссия должна позволять мотору как можно дольше работать в зоне «момент – мощность». Добиться этого можно, сблизив передаточные числа каждой из передач. Тогда при переключениях на повышенные передачи обороты будут падать минимально, мотор окажется «в моменте» и сможет активно ускорять автомобиль. Близкие передачи помогут и при переключении вниз: на высокой скорости можно включить пониженную передачу и сделать разгон более интенсивным, не рискуя перекрутить двигатель.
Одним из наиболее популярных вариантов для городской езды на ВАЗ 2110 и 2108 на протяжении многих лет является 18 ряд КПП с главными парами 3,9 и 4,1 — потому что в нём эффективно изменены и правильно подобраны все 5 передач, обеспечивается максимально ровный и сбалансированный разгон. Популярность данного ряда объясняется тем, что он позволяет улучшить динамику автомобиля со стандартным двигателем и отлично показывает себя при использовании вместе с форсированными двигателями.
Оптимальным для форсированного атмосферного двигателя автомобилей ВАЗ 2110 и 2108, участвующих в дрэг-рейсинге, является: 7 ряд КПП + главная пара 4,3. При этом достигается наилучшая динамика разгона но страдает максимальная скорость. Нередко на автомобили с 7 рядом КПП для повседневной эксплуатации устанавливается комплект 6-й передачи.
Для двигателей ВАЗ с увеличенным объемом можно рекомендовать 103-й ряд с главными парами 3,9, 4,1 или 4,3. Ряд устраняет провал между первой и второй передачами, за счет измененной главной пары улучшается динамика на остальных передачах, а 5-я применяется удлиненная, для экономичного движения по трассе.
Так выглядит 103 ряд 2110 с ГП 4,13.
Оптимальная конфигурация кпп для турбированого гражданского двигателя автомобилей ВАЗ 2110 и 2108 является: 104 ряд + главная пара 3,5. В настоящее время выпускается усиленный вариант этого ряда специально для турбо.
Цена спортивных рядов для КПП переднеприводных ВАЗов варьируется примерно от 10 до 20 тысяч рублей. В частности, именно отмеченный выше 18-й ряд реально найти в продаже примерно за 14-15 тысяч.
Значительно улучшить передачу крутящего момента на ведущие колеса можно с помощью самоблокирующегося дифференциала. В отличие от стандартного, он передает крутящий момент на оба колеса, не допуская пробуксовки одного из них. Есть разные варианты блокировок, но наибольшее распространение в тюнинге получил червячный механизм типа Quife. В продаже они от 5,5 до 7 тыс. рублей.
Принцип его работы похож на обычный дифференциал, но сателлиты не конической, а цилиндрической формы, и имеют спиральные зубья. Когда колеса вращаются с разной частотой, возникающие на зубьях сателлитов силы прижимают их торцы к корпусу дифференциала и мешают им проворачиваться, что препятствует пробуксовке колес. Это резко повышает тяговые свойства автомобиля и обеспечивает максимальное ускорение при разгоне.
С блокировкой «гребет» не одно колесо, как со свободным дифференциалом, а сразу оба. Блокировка сильно влияет на управляемость автомобиля. Если в повороте на переднеприводном автомобиле резко открыть дроссельную заслонку, забуксуют ведущие колеса. Обычный конический дифференциал, сорвав внутреннее колесо, защищает от срыва внешнее, которое и заправляет машину в поворот. С блокировкой срыв наступает позже, чем со свободным дифференциалом, происходит резче и сразу на обоих колесах. Автомобиль с блокировкой легче выходит из заносов. Улучшаются также и «внедорожные» свойства легкового автомобиля, что особенно чувствуется зимой.
Существует огромное множество различных модификаций спортивных рядов и главных пар КПП ВАЗ. Это потому, что каждый двигатель имеет свой диапазон рабочих оборотов, и тюнинговый ряд передач выбирается так, чтобы обороты при переключении были в наибольшей мощности, а, когда включается следующая передача, оказывались бы в пике крутящего момента. Выбор ряда надо делать под свой двигатель и стиль вождения.
В заключении отмечу, что практически все тюнинговые (спортивные) ряды КПП ВАЗ работают с более высоким шумом, что непосредственно после установки может вызвать определённый дискомфорт у тех, кто выбрал себе подобную модификацию, однако, со временем (после обкатки) этот шум стихает.