Как устроена трансмиссия
Вырабатываемая мотором сила подается через систему трансмиссии на ведущие колеса. Основное назначение трансмиссии — регулирование скорости и крутящего момента ведущих колес при определенных условиях движения транспортного средства. Например, если нужно ехать в гору, крутящий момент должен быть больше.
ДВС обеспечивает полезный крутящий момент и мощность. Подключение к приводным колесам осуществляется при помощи коробки передач. Так можно получить максимальный КПД. Коробка регулирует скорость вращения колес. Снижая скорость при помощи коробки передач, можно увеличить крутящий момент при неизменной мощности двигателя. Если не нужен большой крутящий момент, можно наоборот, увеличить скорость передачи.
Принцип работы механической коробки передач
Работа данного устройства осуществляется по принципу передаточного отношения. Основой конструкции является промежуточный вал, соединяющий два других — входной с выходным. Для изменения передаточного отношения водитель переключает шестеренки. Это МКП с передвижными каретками.
Его минус — шум при отсоединении и сцеплении с другой шестеренкой, к тому же, это достаточно сложный процесс. При этом, если поделить скорость первой шестеренки на скорость второй, она будет равна числу зубьев первой, деленным на число зубьев второй.
Такой проблемы нет в механической коробке с шестернями постоянного зацепления. Принцип ее работы заключается в том, что перемещающийся по валу условный соединитель подключает его к шестерням. В данном случае зубцы постоянно находятся в сцепленном состоянии.
Принцип работы механической коробки передач
Выходные шестерни находятся в нежестком соединении с валом, для этого между ними существует зазор. Если при помощи условного соединителя жестко соединить вал только с одной шестерней, она будет задавать скорость вращения. Когда условный соединитель жестко соединяет вал с определенными зубчатыми элементами, скорости меняются. В четвертой передаче выходной и входной валы становятся непосредственно соединены.
Процесс переключения скоростей на МКПП
У каждой шестерни есть синхронизатор, состоящий из фрикционного конуса и блокирующего кольца. Шестерня жестко крепится к валу, на нее надевается способная свободно перемещаться муфта. Когда муфта смещается, она соединяется с зубцами синхронизатора, а шестерня и входной вал крутятся синхронно. Достигается нужное сцепление, но при замыкании шестерня и вал крутятся с разными скоростями.
Именно блокирующее кольцо позволяет уровнять скорости. Оно может не только вращаться вместе с шестерней, но и передвигаться по оси. Перед перемещением муфты водитель выжимает педаль сцепления, а силовой поток отсутствует. При перемещении муфта прижимает к конусу синхронизатора блокирующее кольцо. Из-за высокой силы трения между этими двумя деталями скорость шестерни становится равной скорости вала.
Затем муфта двигается дальше и производит сцепление с шестерней, чтобы она замкнулась с валом. По такому же принципу осуществляется переход на другие передачи, которые переключается при помощи рычага. Пятое положение коробки предназначается для вращения выходного вала со скоростью выше, чем у входного. Для заднего хода используется устройство из трех шестеренок. Шестеренки не синхронизированы с механизмом, поэтому перед включением обратного хода должна быть остановлена коробка передач.
Преимущества механики
Неоспоримые плюсы — это экономичность в плане топлива, более простой и недорогой ремонт, а также надежность. Даже обладатели автомата не будут спорить, что надежнее автомат или механика. Современные МКПП в большинстве случаев имеют пять ступеней, но в совокупности с мощным двигателем скоростей может быть шесть и больше. Обладатель такого авто может динамично разогнаться, получать полный контроль, раскручивать двигатель до предела и всегда получать мощную отдачу.
Автолюбитель сам выбирает стиль вождения и при необходимости регулирует его. Он может переходить на пониженные и повышенные передачи, катиться накатом на нейтральной, тормозить двигателем. Чем выше его мастерство, тем экономичнее будет расход топлива.
Вероятность поломки электрики в коробке передач минимальная. На 60-80 тысяч километров расходуется не более 3-4 литров масла. Для сравнения: гидромеханическая АКПП может съесть до десяти литров, и фильтры на ней менять нужно значительно чаще.
Из практики: механическое авто проще завести зимой, оно будет более выносливым в экстремальных условиях. При пробуксовках в снегу и грязи масло не нагревается, как это происходит на коробках с гидротрансформатором. Их можно буксировать, они могут взять на буксир другое транспортное средство, к ним можно прицепить прицеп, чтобы перевезти что-то габаритное. Казалось бы, сплошные преимущества, но это не совсем так.
Безопасность
Перенесемся в Европу. Доля ручных коробок здесь все еще велика, например, по последнему отчету Международного комитета экологичного транспорта (ICCT) в странах Евросоюза на конец 2018 года «автоматы» не завоевали и 40% рынка новых легковых машин. В связи с этим в Европе во множестве представлены углубленные курсы по вождению с «механикой».
Они учат в первую очередь экономичной езде — после них среднестатический выпускник сокращает расход топлива как минимум на 10%, при этом средняя скорость движения, наоборот, растет. Еще одна задача таких курсов — раскрыть владельцу весь потенциал «механики», особенно в плане безопасности. Автомобилистов учат, как правильно «понижаться» и при этом не допустить перегрузок, ведущих к поломкам. Не менее важен и другой навык — спуск с горы на передаче.
Понятно, что в Европе он востребован куда больше, потому что изрядная часть населения ежедневно ездит по горным дорогам, однако и для наших широт этот навык будет нелишним, ведь тормоза, особенно у моделей азиатских производителей, прямо скажем, нестойкие.
К слову, многие водители «автоматов» не просто не понимают, зачем при спуске нужно ограничивать режим работы АКП первой ступенью, но даже не знают, как это делать! Наконец, далеко не все «автоматы» честно держат выбранную передачу. Представим себе, что девушка-водитель все же смогла переключить селектор в положение, соответствующее первой ступени, и начать спуск. Однако постепенно обороты двигателя начинают расти, и в какой-то момент электроника повышает ступень.
А если это случается перед поворотом? Что будет делать неопытный водитель, видя, как «умный» автомат ускоряет его автомобиль при входе в вираж?.. «Механика» в этом смысле несоизмеримо надежнее, она будет держать ступень что бы ни случилось, хоть стрелка на тахометре в «красную зону» заползет, а то и совсем ляжет.При съезде с асфальта в поля оказывается, что преимущества ручной коробки меркнут.
С одной стороны, считается, что из «застрявшего» положения легче выбраться именно на «механике», скажем, враскачку Да, верно, однако для этого опять же нужно обладать соответствующим навыком, уметь со скоростью иголки в швейной машинке чередовать первую ступень и реверс, не забывая при этом быстро, но аккуратно работать сцеплением. Однако есть и обратный аргумент: с «автоматом», по крайней мере оснащенным гидротрансформатором, труднее застрять — у водителя просто меньше возможностей сорвать колеса в пробуксовку.
Автоматическая трансмиссия облегчает езду по бездорожью. Однако если все же застрянете — выбраться будет сложнее
Цена вопроса
Минусы АКПП начинаются с цены. Машина на автомате стоит дороже механики. И это вполне обосновано: покупатель платит за комфорт и сложную конструкцию. Чаще всего производители устанавливают в автомобили покупные коробки, поэтому не могут влиять на стоимость агрегата.
В отличие от механической КПП обслуживать, ремонтировать и менять узлы в автомате выходит дороже. Для замены масла в АКПП потребуется 6 — 10 л, в МКПП — до 3 л. Из-за конструктивных особенностей расход топлива в автоматах среднего класса тоже выше, но эта разница с каждым годом стирается. Если водитель не соблюдает правила эксплуатации и не заботится о машине, расходы на ремонт станут соизмеримы.
Надежность
Надежность коробки передач определяется количеством отказов или ресурсом, т.е. сколько механическая или автоматическая трансмиссия отработает до капремонта. Однозначно ответить, что лучше механика или автомат не получится, и вот почему.
Конструктивно простая механика выглядит более надежной. В ней отсутствует гидравлика и электроника, способные выйти из строя. МКПП выдерживает нагрузки в виде буксировки, пробуксовки.
Электронное управление АКПП исключает «человеческий фактор» и контролирует состояние агрегата. Коробки с 4-мя и 5-ю ступенями проще обслуживать, поэтому они надежнее 6-ступок.
Экономия на смазке
Конечно, ценовая выгода не ограничивается только покупкой. В ручной коробке масло залито на весь срок службы, и опытный водитель вспоминает об этом агрегате только проехав около 150 000 км, когда нужно менять сцепление. А вот в любом «автомате» — какой из типов ни возьми, масло обязательно нужно менять даже в том случае, если это не предусмотрено регламентом. Зачем?
Возьмем для примера вариатор Jatco JF016E — весьма популярный в России, который устанавливают на нескольких моделях Nissan и Renault. Недавно он нашел свое место и под капотом рестайлингового Kaptur в паре с мотором 1.3 Turbo Н5Н. Так вот, в отличие от младшей модели CVT (JF015E), у него нет планетарного ряда, позволяющего сократить диапазон работы бесступенчатой передачи, и это значит, что фрикционной пылью масло будет засоряться меньше, однако из-за большей нагруженности наборного ремня ATF сильнее загрязняется металлической стружкой.
В общем, если вы хотите ездить на этом вариаторе и не знать бед, не останавливая себя, когда хочется разогнаться с педалью в полу или форсировать небольшую лужу в поле, смена масла, причем полная, обязательна на пробегах в 40 000—50 000 км.
На сложных современных гидромеханических «автоматах» классической конструкции, то есть состоящих из набора планетарных рядов и гидротрансформатора, также придется задуматься о смене масла, все-таки на многих трансмиссиях включение передачи осуществляется сейчас двумя фрикционами.
Другое дело, что на премиум-брендах не нужно делать это часто, скажем, на текущем поколении Range Rover Sport (L494) первую процедуру перенесли с 48 000 км на 130 000, однако кулуарно даже мастер официального сервиса порекомендует сливать старую ATF не реже, чем раз в 80 000 км.
Интересно, что некоторые производители, которые не предусматривают регламентом замену масла, просто-напросто запрещают официальным дилерам проводить эту процедуру, если автомобиль находится еще на гарантийном обслуживании, да и самим дилерам выгодно, чтобы владелец дотянул до переборки агрегата — это несоизмеримо более выгодно. Не забудем, что дилеры в большей степени зарабатывают не с продаж автомобилей, а именно с сервиса.
Наконец, АКП чаще выходят из строя в силу естественных причин: чем узел сложнее, тем вероятность его поломки выше. Не говоря уже о том, что бывают и просто неудачные трансмиссии вроде печально знаменитой DP0, стоявшей на французских машинах, в их конструкции дефекты оказались просто запроектированы. Более поздние механизмы тоже не подарок — вспомним, сколько хлебнули с коробками DSG владельцы Фольксвагенов…
Инженеры VAGа так долго проводили «работу над ошибками», что для многих покупателей аббревиатура DSG до сих пор является стоп-фактором при выборе автомобиля
Еще один момент, о котором многие забывают: ручные коробки не требуют прогрева, а вот все «автоматы», вне зависимости от типа, требуют — и отсутствие полноценного прогрева также ведет к преждевременным поломкам.
Ресурс эксплуатации
Ресурс эксплуатации коробки передач зависит от конструкции, условий вождения и обслуживания. Автоматы ZF 5HP, GM 5L40E, A750F, 722.4 разработки 80-х и 90-х годов проходили свыше 500 000 км без ремонта. Плановый капремонт современных 6-ти и 8-ми ступенчатых агрегатов проводят на 150 000 км.
Срок службы механики составляет 250 — 300 000 км.
КПД и разгон
Что быстрее разгоняется: автомат или механика? Ручное управление МКПП позволяет водителю разгонять двигатель до «красной зоны» тахометра. Разница между механикой и автоматом в том, что первая максимально использует мощность и крутящий момент двигателя. Поэтому КПД и динамика у МКПП выше.
Мастерство вождения на МКПП и быстрое переключение рычага позволяют сократить расход топлива, пуская автомобиль накатом.
Зимнее вождение
Зимой коробка автомат дольше прогревается из-за большого объема жидкости. Если масло хорошо не прогреть, АКПП будет толкаться за счет снижения давления. Пробуксовка на льду нагружает агрегат, увеличивая износ деталей и масла.
Автомобиль с механической коробкой передач зимой быстрее готов стартовать, чем преимущественно отличается от автомата. Зажатая педаль сцепления позволяет снизить пусковую нагрузку на двигатель. Механике не страшны проскальзывания колес на льду или в снегу.
Недостатки МКПП
Самый очевидный ответ на вопрос, разница между механикой и автоматом, это степень комфорта. На механической коробке ездить сложнее, особенно когда только начинаешь водить. На ней сложнее тронуться с места, многим кажется тяжелой и необходимость постоянно выбирать передачи. В условиях загруженных городских дорог для новичка это действительно непросто.
Следующая трудность вытекает из предыдущей: когда новичок не умеет обращаться со сцеплением, он может его сжечь. Замена обходится достаточно дорого. Также для новичка не актуальна возможность полностью контролировать авто, для этого нужна не только коробка, но и навыки, которых у него пока что нет. Своим неумелым обращением он не продлит, а снизит ресурс двигателя.
Неопытность может стать причиной ДТП, если водитель не учтет всех факторов или просто растеряется.
Устройство автоматической коробки передач
Принцип работы основан на использовании планетарной передачи. Планетарный механизм состоит из водила, сателлита и шестерней — солнечной и корончатой. У него есть 2 входа и один выход. При помощи механизма можно получать желаемые скорости на выходе, задавая скорости шестерням. В АКПП вход соединяется с выходом не напрямую, а через промежуточный вал.
Также частью механизма являются фрикционные диски, предназначенные для остановки и вращения шестерней. Когда диски замыкаются, вход замыкает солнечная шестерня. После замыкания дисков возле входа, корончатая шестерня на выходе замирает в неподвижном состоянии. Таким способом достигается первая передача.
В шестиступенчатой коробке три планетарных ряда. Водило второго ряда соединяется с корончатой шестерней первого. Другими словами, вход первого соединен со входом второго.
Когда задействуются диски второго ряда, корончатая шестерня неподвижна. В результате начинает вращаться соединенная с шестерней первого ряда. Скорость на выходе увеличивается. Так достигается вторая передача.
Чтобы получить прямой привод или четвертую передачу, используют соединенный с входным валом вращающийся модуль сцепления. При прямом приводе корончатая и солнечная шестерни должны вращаться на одной скорости. То есть, скорости входного и выходного валов должны быть равны.
В этом случае водило второго ряда вращается со скоростью входного вала, а коронная шестерня не двигается. Поэтому солнечная шестерня начинает крутиться в 3 раза быстрее входного вала. На выходе можно получить очень высокую скорость.
Преимущества АКПП
Каждый из недостатков механической коробки — это преимущество автоматической. Теперь рассмотрим второй тип, чтобы понять, какая коробка передач лучше: механика или автомат.
Управлять машиной на автомате будет гораздо проще. Тебе не придется принимать решение по выбору передач и переключать их в ручном режиме. Все происходит автоматически, и это самый ощутимый плюс.
Важная особенность: сейчас на многих автоматических и роботизированных коробках есть возможность перейти на полуавтоматический или ручной режим. В таком случае владелец машины-автомата сможет управлять ей самостоятельно. Именно по этой причине на АКПП сейчас переходит все больше автолюбителей: новичкам важна простота, опытных привлекает возможность выбора, а кто-то просто очень ценит свой комфорт.
Такие автомобили легко начинают движение с места, не будут срываться, трогаясь в горку. Это проще и приятнее, особенно в плотном городском дорожном движении. Плюс еще и в том, что такая езда более безопасная, и чем больше автоматов на дорогах — тем безопаснее движение в целом.
Человек за рулем более сосредоточен на том, что происходит на дороге, ведь ему не нужно держать сцепление и отвлекаться на переключения. Трансмиссия автоматического типа делает срок службы самой коробки и двигателя более продолжительным. Новичок не сможет воткнуть неподходящую передачу или перекрутить двигатель. Автоматика защищает его от таких ошибок.
Преимущества в комфорте
Плюсов у «механики» как будто бы больше, однако почему даже в Европе ее доля постепенно падает, оставаясь устойчивой только в недорогих сегментах автомобилей А- и В-классов? Все дело в стремлении человека к комфорту. Так что высокая доля «механики» будет сохраняться в обозримом будущем только в России, Индии и других развивающихся странах, где население едва сводит концы с концами и, конечно, при случае с радостью сэкономит на «автомате».
Недостатки АКПП
Но и у этого варианта есть минусы. Во-первых, это начальная стоимость модели с АКПП, роботом или вариатором. Она будет выше, и эта разница может стать решающим фактором для многих. Добавим к этому более дорогое и сложное обслуживание, меньший ресурс трансмиссии, сложности с ремонтом, связанные с ним расходы.
Важным аргументом становится и расход топлива. Если рассчитывать относительно классической автоматической коробки, то расход будет на 20-25% выше МКПП, даже при учете блокировки ГДТ. Для тех, кто любит скорость, минусом станут показатели разгона, здесь у механики нет равных.
Однако, стоит отметить, что с коробкой-роботом все иначе, по динамике разгона она не уступает механической. Но при этом роботы с одним сцеплением не будут переключать передачи плавно, водитель постоянно ощущает паузы и рывки. Современные коробки с двумя дисками сцепления работают без таких недостатков, но и стоят они намного дороже, для многих людей — слишком дорого.
При этом даже самый современный автомат на самой дорогой машине не сможет гарантировать стопроцентное считывание объективной ситуации на дороге. При определенных обстоятельствах это приводит к авариям на дорогах. Сопоставив плюсы и минусы автомата и механики, можно прийти к простому выводу: среди них нельзя выявить лидера. Каждый водитель выбирает то, что ему больше подходит.
Полезные советы
Две передачи остались в далеком прошлом, и моторы мощнее, и скорости выше, и авто представлены в нескольких вариациях: автомат или механика, каждый может выбрать то, что ему по душе. Масло, его нужно менять вне зависимости от того, какая коробка в вашей машине, автомат или механика прослужит дольше при своевременном уходе.
Если вы думаете между автоматом или механикой для начинающего водителя, то отдавайте предпочтение первому варианту.Комфорт и удобство, автомат, а вот если вы любите экстремальное вождение или привыкли контролировать все лично, то механика будет наилучшим вариантом.
Вы любите автомат, но обожаете драйв, выбирайте хорошую механику, или автомат может не выдержать вашего напора.Каждая из трансмиссий имеет право на существование, попробуйте оба варианта и решите, на чем вам удобнее и комфортнее, на механике или на автомате.
Что выбрать — механику или автомат
Известно, что на спортивные болиды устанавливают механику, но это вовсе не значит, что она — самый лучший вариант во всех отношениях. Если приходится часто стоять на светофорах (особенно актуально для больших городов с большими пробками), и за город регулярно выезжать нет надобности, лучше использовать АКПП.
В таком случае появится возможность больше времени уделять отслеживанию дорожной ситуации. Обычно люди, путающиеся с переключением передач на механике, быстро привыкают к автомату.
Если колеса застревают на размокшем грунте, не стоит производить раскачку. После перевода селектора, автомат реагирует не сразу, поэтому в сравнении с механикой его считают медлительным. Этот недостаток учитывается при создании некоторых современных коробок — время ожидания у таких моделей сокращено. Но в результате переключение передач вызывает высокую нагрузку на фрикционные диски. Поэтому вести машину нужно аккуратно, двигаться медленно и плавно.
Некоторые автомобилисты считают, что АКПП просто не рассчитана на поездки по льду, грунтовым дорогам и дощатым настилам. Но при желании можно проехать по обледеневшему асфальту или грунтовке. Для этого конструкторами предусмотрены режим «Snow» или «Снег», в котором транспортное средство трогается со второй передачи. Его использование также позволяет снизить расход топлива летом.
Большинство грузовиков комплектуют механической коробкой, так как с ней можно на многотонной фуре проехать по бездорожью. АКПП выбирают водители, которые возят грузы только по асфальту и не хотят постоянно дергать рычаг. На заснеженной дороге машина может буксовать, поэтому данный вариант чаще выбирают для эксплуатации в регионах с теплыми зимами.
При поломке автомата могут возникнуть проблемы с покупкой запчастей, так как на отечественном рынке эти модели не распространены. Также увеличивается расход топлива, порой, в полтора раза. Но с другой стороны, АКПП выбирает оптимальную скорость для переключения передач без участия человека. В итоге и двигатель изнашивается меньше, и водитель не устает сильно.
Механическую коробку передач стоит выбирать тем, у кого ограничен бюджет (как на покупку авто, так и на дальнейший ее ремонт и расход топлива). Также она в большей степени подойдет любителям быстрой езды, поскольку АКПП затрачивает некоторые ресурсы на свою работу в ущерб мощностям.
Также механику следует предпочитать любителям загородных и бездорожных поездок — мало того, что под ручным управлением машина будет послушнее, так в случае застревания её в грязи или снегу, можно буксовать, раскачивать авто, заводить с толчка сколько душе угодно. Машину с автоматом не рекомендуется буксировать и качать.
По бездорожью на автомате лучше не ездить.
