Що таке коробка передач і навіщо вона потрібна? Невеликий, так би мовити, лікнеп.
Автомобіль рухається завдяки системі перетворення енергії, яка знаходиться в згорає паливо (бензин, солярка, гас, спирт ...). Автомобільне паливо, згораючи в циліндрах двигуна, штовхає поршень. Завдяки кривошипно-шатунного механізму двигуна зворотно-поступальний рух поршня перетворюється в обертальний рух коленвала. Далі, обертання передається на колеса автомобіля (через зчеплення, коробку передач, диференціал, півосі). Нюанс полягає в тому, що в різних ситуаціях на колеса автомобіля бажано передавати різний крутний момент. Для наочності можна взяти приклад з велосипедом.
У звичайного велосипеда зірочка, яка перебуває на педалях пов'язана із зірочкою на колесі за допомогою ланцюга. У цьому випадку ми маємо постійне передавальне число між приводом (педалі - це двигун) і колесом, яке приводить в рух транспортний засіб. Звичайно ж, всі, хто хоч раз їздив на такому велосипеді знають, що на початку руху треба докласти підвищене зусилля, щоб розігнати велосипед. Також підвищене зусилля при обертанні педалей доводиться докладати при русі в гору (чим крутіше підйом, тим більше зусиль необхідно докладати). А в разі занадто крутого підйому доводиться взагалі вставати з велосипеда і вести його в руках, тому що зусилля людських м'язів недостатньо, щоб крутити педалі.
Зовсім інша справа спортивний велосипед, який має кілька зірочок різного діаметру (з різною кількістю зубів) на приводному колесі (і часто і на педалях). Велосипедист має можливість в процесі руху міняти передавальне число між провідною і відомою зірочкою, за допомогою перемикання ланцюга велосипеда на ту чи іншу зірочку. Таким чином відбувається регулювання зусилля, що додається під час руху. Рухаючись за прямої або спускаючись з гори, велосипедист обирає передавальні числа зірочок таким чином, щоб досягти максимальної швидкості (мала зірочка на педалях - велика на колесі). Рухаючись в гору, навпаки, передавальні числа підбираються таким чином, щоб знизити додається зусилля на педалях (велика зірочка на педалях - мала на колесі). В цьому випадку велосепідісту доводиться частіше крутити педалі, при цьому велосипед втрачає в швидкості, але може продовжувати рух в гору.
Коробка передач в автомобілі виконує роль зірочок в велосипеді - завдяки вибору тієї чи іншої передачі змінюється передавальне число, а значить крутний момент, що передається від двигуна на колеса автомобіля. Завдяки цьому забезпечується комфортний рух в різних дорожніх умовах з одного боку, і оптимальна робота двигуна - з іншого.
Спочатку, звичайно ж, були механічні коробки передач (які на даний момент ще раніше досить міцно тримають свої позиції в "боротьбі" з автоматичними КП). Класична механіка - це четирехступенчатая коробка передач, що має чотири передачі вперед і одну назад.
Переваг у МКПП багато:
- простота конструкції;
- дешевизна;
- висока ремонтопридатність;
- великий ресурс;
- низьке споживання палива.
Недолік, за великим рахунком один - це незручність для водія під час руху, оскільки той має досить часто (особливо при русі по місту) вибирати вручну потрібну передачу, щоб забезпечити оптимальний рух автомобіля. Справедливості заради треба сказати, що до недавнього часу це було нормальним явищем. Люди спочатку вчилися їздити на "механіці", звикали і нормально їздили і їздять по сей день. НО, пересідаючи на "автомат", переважна більшість вже не хоче повертатися до "механіці" - оскільки АКПП не "примушує" водія думати що і коли треба перемикати, дозволяючи тому цілком сконцентруватися на процесі руху - знай тільки дави на газ або гальмо в залежності від дорожньої ситуації, а решту "чорнову" роботу за погодженням роботи двигуна і коліс бере на себе АКПП.
Як зрозуміло з вищесказаного, головна перевага коробки-автомат - це зручність при їзді. Що ж можна сказати про недоліки (які з розвитком технологій все більше і більше нівелюються або посилюються):
- складність конструкції - тут нікуди не подінешся, з кожним роком АКПП стають складніше і складніше;
- дорожнеча - чим складніше конструкція, тим вона дорожча - тут все логічно;
- низька ремонтопридатність - знову ж таки, чим складніше конструкція, тим важче і дорожче її ремонтувати. У сучасних АКПП ресурс значно зріс, але, щоб "автомат" його доглядав, необхідно неухильно дотримуватися всіх розпоряджень, які дає завод-виробник;
- низький ресурс - знову ж таки, у сучасних АКПП він значно виріс і становить не одну сотню тисяч кілометрів пробігу;
- високе споживання палива - тут теж є значні зрушення останнім часом, сучасні АКПП споживають не набагато більше палива від механіки.
З розвитком техніки і технологій з'явилося багато різновидів АКПП. Зупинимося коротко на найбільш популярних з них:
- Класичний "автомат" - серцем є гідротрансформатор, що складається з трьох основних вузлів: насосного колеса, турбіни і статора. Не будемо влазити в технічні нетрі, кажучи простою мовою принцип роботи АКПП наступний - насосне колесо жорстко пов'язано з двигуном автомобіля, турбіна - з провідними колесами, статор блокується і передає потік рідини (гідравлічного масла), який, взаємодіючи з турбіною, впливає на насосне колесо зберігаючи при цьому високу швидкість - в результаті передається момент збільшується втричі. Перемикання передач в АКП відбувається за допомогою гідравлічних клапанів, керованих соленоїдами за сигналами від безлічі датчиків, які відстежують швидкість обертання коленвала, коліс, положення педалі газу. Тривалість перемикання передач невисока - передачі перемикаються швидше, ніж у випадку людського участі при їзді з механікою. Типові режими їзди на автоматі: P-паркінг; N-нейтраль; R-задній хід; D-драйв. Вибір режимів здійснюється важелем вибору діапазонів (РВД). Автомобіль з АКПП забезпечений системою пасивної безпеки, яка не дозволяє завести двигун в положеннях РВД відмінних від паркінгу або нейтрали; запобігає самовільний рух автомобіля при стоянці на нерівній майданчику.
- Переваги класичної сучасної АКП: легкість в управлінні; комфортна їзда (відсутність поштовхів при розгоні); високий термін служби; наявність різних додаткових режимів (спортивний режим, зимовий режим, економічна їзда, можливість ручного перемикання передач);
- Недоліки класичної сучасної АКП: висока вартість; висока витрата палива (спірне питання, оскільки сучасні автоматичні трансмісії в деяких режимах їзди дозволяють добитися вищої економічності в порівнянні з механікою за рахунок підтримки оптимальних оборотів двигуна і інтелектуального управління блокуванням гідротрансформатора); слабка динаміка розгону (для середньостатистичного водія різниця в динаміці несуттєва); автомобіль, обладнаний АКПП неможливо завести "зі штовхача".
- Варіаторная АКПП (варіатор) - має два шківа у вигляді протилежно спрямованих конусів, з'єднаних між собою таким собі "ременем" високої міцності. Передавальне число в вариаторе змінюється через синхронне зміна діаметрів шестерень, забезпечуючи тим самим нескінченне число передач. Варіатор дозволяє вибирати будь-який передавальне відношення (в його робочому діапазоні, звичайно ж) і плавно його змінювати, забезпечуючи роботу двигуна на оборотах максимальної потужності, а необхідна зміна швидкості і моменту забезпечує варіаторная АКПП. Управляє роботою варіатора спеціальний комп'ютер, який аналізує умови руху, погоджує дії двигуна і трансмісії, підбирає оптимальне передавальне відношення, забезпечує спеціальні режими руху (наприклад, імітацію ступінчастої коробки передач). Для любителів самостійного перемикання передач передбачені заздалегідь "встановлені" передачі (тіптронік), які вводяться в пам'ять блоку управління.
- Переваги варіатора - економічніший ніж класична АКПП; мала маса; кращі динамічні параметри (двигун з варіатором постійно працює на оборотах з максимальним обертовим моментом); максимальний рівень комфорту;
- Недоліки варіатора - хоча варіатор дешевше класичної АКПП, але дорожче інших різновидів "автоматів"; катастрофічно "боїться" пробуксували; оскільки передавальне відношення в вариаторе змінюється плавно і поступово, двигун не набирає і не скидає обертів під час руху - тим самим забезпечується максимальна комфортабельність при їзді, але водій постійно чує одноообразное гудіння мотора, що негативно впливає на психіку під час тривалої поїздки (сучасні програми управління варіатором дозволяють двигуну скидати і набирати обертів, імітуючи перемикання передач).
- Роботизована коробка передач - якесь проміжне ланка між механікою і автоматом (по конструкції - це механічна КПП; по управлінню - автоматична). Передачі в роботизованою КПП перемикаються гідравлікою або електромагнітом. Момент перемикання передач визначається електронікою виходячи з принципу максимальної економічності. На перемикання передач витрачається 1-2 секунди, також є можливість ручного перемикання передач.
- Переваги "робота" - це найдешевший різновид АКПП; низьку витрату палива (менше ніж в класиці і вариаторе); низька вартість (дешевше тільки чиста "механіка);
- Недоліки "робота" - погана плавність ходу; динамічна тільки в ручному режимі; проблеми при їзді в гору; швидкий перегрів зчеплення в пробках.
- Роботизована коробка передач з двома зчепленнями (суперробота) - цей вид АКПП прийшов в «цивільний» автопром зі спорту і далі "вилився" в простій "робот" з одним зчепленням, описаний вище. Суперробота має два зчеплення, які забезпечують парні і непарні передачі. Під час руху крутний момент від двигуна на колеса автомобіля передається по одному з зчеплень, але друге зчеплення вже налаштоване на "свою" передачу. Коли приходить час перемикання передач, то електроніка розмикає перший диск зчеплення і синхронно змикає другий, після чого крутний момент вже передається через друге зчеплення, а перше зчеплення налаштовується на свою передачу і чекає сигналу від електроніки. Саме перемикання передач відбувається за частки секунди, забезпечуючи високі динамічні характеристики.
- Переваги "суперробота" - висока розгінна динаміка; м'якість перемикання передач;
- Недоліки "суперробота" - дорожнеча.
підсумок
Підсумовуючи все вищесказане, можна зробити певні висновки.
В яких випадках віддають перевагу механічній коробці перемикання передач:
- як правило, при покупці бюджетних автомобілів;
- якщо водій звик їздити на "механіці" і при цьому така їзда його "не напружує".
В яких випадках віддають перевагу автоматичній коробці перемикання передач:
- при покупці бюджетного автомобіля для жінки-водія;
- при покупці дорогої іномарки зазвичай віддається перевага "автомату" (погодьтеся, якось нелогічно економити якісь 5-10% від вартості автомобіля, відмовляючи собі в комфорті).
Загалом, якщо у вас є гроші і ви не збираєтеся ганяти по бездоріжжю - звичайно ж, купуйте автомобіль з АКПП. Однак, в разі покупки позичена автомобіля з коробкою-автоматом треба "тримати вухо гостро", тому що в разі покупки автомобіля з несправною коробкою її ремонт обійдеться для вас "в копієчку".
На початок сторінки