Механическая или автоматическая коробка передач?
Что такое коробка передач и зачем она нужна? Небольшой, так сказать, ликбез.
Автомобиль движется благодаря системе преобразования энергии, которая находится в сгораемом топливе (бензин, солярка, керосин, спирт...). Автомобильное топливо, сгорая в цилиндрах двигателя, толкает поршень. Благодаря кривошипно-шатунному механизму двигателя возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленвала. Далее, вращение передается на колеса автомобиля (через сцепление, коробку передач, дифференциал, полуоси). Нюанс состоит в том, что в разных ситуациях на колеса автомобиля желательно передавать различный крутящий момент. Для наглядности можно взять пример с велосипедом.
У обыкновенного велосипеда звездочка, находящаяся на педалях связана со звездочкой на колесе при помощи цепи. В этом случае мы имеем постоянное передаточное число между приводом (педали - это двигатель) и колесом, которое приводит в движение транспортное средство. Конечно же, все, кто хоть раз ездил на таком велосипеде знают, что в начале движения надо приложить повышенное усилие, чтобы разогнать велосипед. Также повышенное усилие при вращении педалей приходится прилагать при движении в гору (чем круче подъем, тем бОльшее усилие необходимо прилагать). А в случае слишком крутого подъема приходится вообще вставать с велосипеда и вести его в руках, т.к. усилия человеческих мышц недостаточно, чтобы крутить педали.
Совсем другое дело спортивный велосипед, который имеет несколько звездочек различного диаметра (с различным числом зубьев) на приводном колесе (а зачастую и на педалях). Велосипедист имеет возможность в процессе движения менять передаточное число между ведущей и ведомой звездочкой, посредством переключения цепи велосипеда на ту или иную звездочку. Таким образом происходит регулирование прилагаемого усилия во время движения. Двигаясь по прямой или спускаясь с горы, велосипедист выбирает передаточные числа звездочек таким образом, чтобы добиться максимальной скорости (малая звездочка на педалях - большая на колесе). Двигаясь в гору, наоборот, передаточные числа подбираются таким образом, чтобы снизить прилагаемое усилие на педалях (большая звездочка на педалях - малая на колесе). В этом случае велосепидисту приходится более часто крутить педали, при этом велосипед теряет в скорости, но может продолжать движение в гору.
Коробка передач в автомобиле выполняет роль звездочек в велосипеде - благодаря выбору той или иной передачи меняется передаточное число, а значит крутящий момент, передаваемый от двигателя на колеса автомобиля. Благодаря этому обеспечивается комфортное движение в различных дорожных условиях с одной стороны, и оптимальная работа двигателя - с другой.
Изначально, конечно же, были механические коробки передач (которые на данный момент еще по прежнему довольно прочно держат свои позиции в "борьбе" с автоматическими КП). Классическая механика - это четырехступенчатая коробка передач, имеющая четыре передачи вперед и одну назад.
Достоинств у МКПП много:
- простота конструкции;
- дешевизна;
- высокая ремонтопригодность;
- большой ресурс;
- низкое потребление топлива.
Недостаток, по большому счету один - это неудобство для водителя во время движения, поскольку тот должен довольно часто (особенно при движении по городу) выбирать вручную нужную передачу, чтобы обеспечить оптимальное движение автомобиля. Справедливости ради надо сказать, что до недавнего времени это было нормальным явлением. Люди изначально учились ездить на "механике", привыкали и нормально ездили и ездят по сей день. НО, пересаживаясь на "автомат", подавляющее большинство уже не хочет возвращаться к "механике" - поскольку АКПП не "заставляет" водителя думать что и когда надо переключать, позволяя тому всецело сконцентрироваться на процессе движения - знай только дави на газ или тормоз в зависимости от дорожной ситуации, а остальную "черновую" работу по согласованию работы двигателя и колес берет на себя АКПП.
Как понятно из вышесказанного, главное достоинство коробки-автомат - это удобство при езде. Что же можно сказать о недостатках (которые с развитием технологий все больше и больше нивелируются или усугубляются):
- сложность конструкции - тут никуда не денешься, с каждым годом АКПП становятся сложнее и сложнее;
- дороговизна - чем сложнее конструкция, тем она дороже - тут все логично;
- низкая ремонтопригодность - опять же, чем сложнее конструкция, тем тяжелее и дороже ее ремонтировать. У современных АКПП ресурс значительно вырос, но, чтобы "автомат" его выхаживал, необходимо неукоснительно соблюдать все предписания, которые дает завод-изготовитель;
- низкий ресурс - опять же, у современных АКПП он значительно вырос и составляет не одну сотню тысяч километров пробега;
- высокое потребление топлива - тут тоже есть значительные сдвиги в последнее время, современные АКПП потребляют не намного больше топлива от механики.
С развитием техники и технологий появилось много разновидностей АКПП. Остановимся вкратце на наиболее популярных из них:
- Классический "автомат" - сердцем является гидротрансформатор, состоящий из трех основных узлов: насосного колеса, турбины и статора. Не будем влезать в технические дебри, говоря простым языком принцип работы АКПП следующий - насосное колесо жестко связано с двигателем автомобиля, турбина - с ведущими колесами, статор блокируется и передает поток жидкости (гидравлического масла), который, взаимодействуя с турбиной, воздействует на насосное колесо сохраняя при этом высокую скорость - в результате передаваемый момент увеличивается втрое. Переключение передач в АКП происходит при помощи гидравлических клапанов, управляемых соленоидами по сигналам от множества датчиков, которые отслеживают скорость вращения коленвала, колес, положение педали газа. Длительность переключения передач невысокая - передачи переключаются быстрее, чем в случае человеческого участия при езде с механикой. Типичные режимы езды на автомате: P-паркинг; N-нейтраль; R-задний ход; D-драйв. Выбор режимов осуществляется рычагом выбора диапазонов (РВД). Автомобиль с АКПП снабжен системой пассивной безопасности, не позволяющей завести двигатель в положениях РВД отличных от паркинга или нейтрали; предотвращает самопроизвольное движение автомобиля при стоянке на неровной площадке.
- Достоинства классической современной АКП: легкость в управлении; комфортная езда (отсутствие толчков при разгоне); высокий срок службы; наличие различных дополнительных режимов (спортивный режим, зимний режим, экономичная езда, возможность ручного переключения передач);
- Недостатки классической современной АКП: высокая стоимость; высокий расход топлива (спорный вопрос, поскольку современные автоматические трансмиссии в некоторых режимах езды позволяют добиться более высокой экономичности по сравнению с механикой за счет поддержания оптимальных оборотов двигателя и интеллектуального управления блокировкой гидротрансформатора); слабая динамика разгона (для среднестатистического водителя разница в динамике несущественна); автомобиль, оборудованный АКПП невозможно завести "с толкача".
- Вариаторная АКПП (вариатор) - имеет два шкива в виде противоположно направленных конусов, соединенных между собой таким себе "ремнем" высочайшей прочности. Передаточное число в вариаторе меняется через синхронное изменение диаметров шестерен, обеспечивая тем самым бесконечное число передач. Вариатор позволяет выбирать любое передаточное отношение (в его рабочем диапазоне, конечно же) и плавно его изменять, обеспечивая работу двигателя на оборотах максимальной мощности, а необходимое изменение скорости и момента обеспечивает вариаторная АКПП. Управляет работой вариатора специальный компьютер, который анализирует условия движения, согласовывает действия двигателя и трансмиссии, подбирает оптимальное передаточное отношение, обеспечивает специальные режимы движения (например, имитацию ступенчатой коробки передач). Для любителей самостоятельного переключения передач предусмотрены заранее "предустановленные" передачи (типтроник), которые вводятся в память блока управления.
- Достоинства вариатора - более экономичен чем классическая АКПП; малая масса; лучшие динамические параметры (двигатель с вариатором постоянно работает на оборотах с максимальным крутящим моментом); максимальный уровень комфорта;
- Недостатки вариатора - хотя вариатор дешевле классической АКПП, но дороже остальных разновидностей "автоматов"; катастрофически "боится" пробуксовок; поскольку передаточное отношение в вариаторе меняется плавно и постепенно, двигатель не набирает и не сбрасывает обороты во время движения - тем самым обеспечивается максимальная комфортабельность при езде, но водитель постоянно слышит одноообразное гудение мотора, что негативно влияет на психику во время длительной поездки (современные программы управления вариатором позволяют двигателю сбрасывать и набирать обороты, имитируя переключение передач).
- Роботизированная коробка передач - некое промежуточное звено между механикой и автоматом (по конструкции - это механическая КПП; по управлению - автоматическая). Передачи в роботизированной КПП переключаются гидравликой или электромагнитом. Момент переключения передач определяется электроникой исходя из принципа максимальной экономичности. На переключение передач тратится 1-2 секунды, также есть возможность ручного переключения передач.
- Достоинства "робота" - это самая дешевая разновидность АКПП; низкий расход топлива (меньше чем в классике и вариаторе); низкая стоимость (дешевле только чистая "механика);
- Недостатки "робота" - плохая плавность хода; динамична только в ручном режиме; проблемы при езде в горку; быстрый перегрев сцепления в пробках.
- Роботизированная коробка передач с двумя сцеплениями (суперробот) - этот вид АКПП пришел в "гражданский" автопром из спорта и дальше "вылился" в простой "робот" с одним сцеплением, описанный выше. Суперробот имеет два сцепления, которые обеспечивают четные и нечетные передачи. Во время движения крутящий момент от двигателя на колеса автомобиля передается по одному из сцеплений, но второе сцепление уже настроено на "свою" передачу. Когда приходит время переключения передач, то электроника размыкает первый диск сцепления и синхронно смыкает второй, после чего крутящий момент уже передается через второе сцепление, а первое сцепление настраивается на свою передачу и ждет сигнала от электроники. Само переключение передач происходит за доли секунды, обеспечивая высокие динамические характеристики.
- Достоинства "суперробота" - высокая разгонная динамика; мягкость переключения передач;
- Недостатки "суперробота" - дороговизна.
Итог
Подытоживая все вышесказанное, можно сделать определенные выводы.
В каких случаях отдают предпочтение механической коробке переключения передач:
- как правило, при покупке бюджетных автомобилей;
- если водитель привык ездить на "механике" и при этом такая езда его "не напрягает".
В каких случаях отдают предпочтение автоматической коробке переключения передач:
- при покупке бюджетного автомобиля для женщины-водителя;
- при покупке дорогостоящей иномарки обычно отдается предпочтение "автомату" (согласитесь, как-то нелогично экономить какие-то 5-10% от стоимости автомобиля, отказывая себе в комфорте).
В общем, если у вас есть деньги и вы не собираетесь гонять по бездорожью - конечно же, покупайте автомобиль с АКПП. Однако, в случае покупки подержаного автомобиля с коробкой-автоматом надо "держать ухо востро", т.к. в случае покупки автомобиля с неисправной коробкой ее ремонт обойдется для вас "в копеечку".
