Принцип работы механической коробки передач
Работа этого устройства осуществляется по принципу передаточного отношения. Основой конструкции является промежуточная ось, соединяющая две другие: вход с выходом. Для изменения передаточного числа водитель переключает передачи. Это МКП с передвижными тележками.
Недостатком его является шум при отключении и подключении другой шестерни, к тому же это достаточно сложный процесс. В этом случае, если разделить скорость первой шестерни на скорость второй шестерни, она будет равна числу зубьев первой шестерни, деленному на количество зубьев второй шестерни.
В механической коробке передач с постоянным зацеплением такой проблемы нет. Принцип его работы заключается в том, что перемещающийся вдоль оси условный разъем соединяет его с шестернями. При этом зубья постоянно находятся в сцепленном состоянии.
Принцип работы механической коробки передач
Выходные шестерни находятся в нежестком соединении с валом, поэтому между ними имеется зазор. Если с помощью условного соединителя вал жестко соединить с одной шестерней, то она будет задавать скорость вращения. Когда условный соединитель жестко соединяет вал с определенными элементами шестерни, происходит изменение скоростей. На четвертой передаче входной и выходной валы соединяются напрямую.
Процесс переключения передач в механической коробке передач
Каждая шестерня имеет синхронизатор, состоящий из фрикционного конуса и стопорного кольца. Шестерня жестко закреплена на валу, к ней присоединена свободноходная муфта. Когда сцепление переключается, оно входит в зацепление с зубьями синхронизатора, и шестерня и первичный вал вращаются синхронно. Нужная муфта достигается, но при замыкании шестерня и вал вращаются с разной скоростью.
Именно стопорное кольцо позволяет выравнивать скорости. Он может не только вращаться вместе с шестерней, но и двигаться вдоль оси. Перед включением сцепления водитель нажимает на педаль сцепления, и поток мощности отсутствует. При движении муфта прижимает стопорное кольцо к конусу синхронизатора. Из-за большой силы трения между этими двумя частями скорость шестерни становится равной скорости вала.
Затем муфта выдвигается и включает шестерню, так что она фиксируется на валу. По такому же принципу осуществляется переход на другие передачи, которые меняются с помощью рычага. Положение пятой передачи предназначено для того, чтобы выходной вал вращался быстрее, чем входной. Для заднего хода используется трехступенчатое устройство. Передачи не синхронизированы с механизмом, поэтому перед включением задней передачи необходимо остановить коробку передач.
Преимущества механики
Неоспоримыми преимуществами являются экономия топлива, более простой и дешевый ремонт, а также надежность. Даже владельцы автомата не станут спорить, что автомат или механика надежнее. Современные механические коробки передач в большинстве случаев имеют пять ступеней, но в сочетании с мощным двигателем их может быть шесть и более. Владелец такого автомобиля может динамично разгоняться, получать полный контроль, крутить двигатель до предела и всегда получать мощные характеристики.
Автолюбитель сам выбирает стиль вождения и при необходимости корректирует его. Вы можете переключаться на пониженную и повышенную передачу, накатом на нейтраль, торможением двигателем. Чем выше ваше мастерство, тем экономичнее расход топлива.
Вероятность выхода из строя электрики в коробке передач минимальна. На 60-80 тысяч километров расходуется не более 3-4 литров масла. Для сравнения: гидромеханическая АКПП может потреблять до десяти литров, а менять фильтры нужно намного чаще.
Из практики: механический автомобиль легче заводится зимой, он будет более вынослив в экстремальных условиях. При пробуксовке по снегу и грязи масло не нагревается, как в коробках с гидротрансформатором. Их можно буксировать, они могут буксировать другое транспортное средство, к ним можно прицепить прицеп, чтобы перевезти что-то большое. Казалось бы, сплошные плюсы, но это не совсем так.
Недостатки МКПП
Самый очевидный ответ на вопрос, чем отличается механика от автомата, это степень комфорта. Механической коробкой передач управлять сложнее, особенно когда вы только начинаете водить. На нем сложнее передвигаться, многие находят это сложным и необходимостью постоянно выбирать передачи. В условиях оживленных городских улиц для новичка это действительно непросто.
Следующая трудность вытекает из предыдущей: когда новичок не умеет обращаться со сцеплением, он может его сжечь. Замена довольно дорогая. Также для новичка не актуально умение полноценно управлять автомобилем, для этого нужна не только коробка, но и навыки, которых у вас пока нет. При неумелом обращении он не продлит, а наоборот сократит ресурс двигателя.
Неопытность может привести к аварии, если водитель не учел все факторы или просто растерялся.
Безопасность
Поедем в Европу. Доля МКПП здесь по-прежнему высока, например, согласно последнему отчету Международного комитета по экологическому транспорту (МКЗТ) в странах ЕС на конец 2018 года АКПП не завоевали даже 40% рынка новых легковых автомобилей. В этом смысле в Европе много продвинутых курсов вождения с «механикой».
Во-первых, они учат экономичному вождению: после них средний выпускник снижает расход топлива минимум на 10%, а средняя скорость, наоборот, растет. Еще одна задача таких курсов — раскрыть перед владельцем весь потенциал «механики», особенно в плане безопасности. Автомобилистов учат правильно «спускать», избегая при этом перегрузок, приводящих к поломкам. Не менее важен и другой навык: бег по склону.
Понятно, что в Европе это куда более востребовано, ведь добрая часть населения каждый день ездит по горным дорогам, однако для наших широт это умение пригодится, ведь тормоза, особенно азиатских производителей, откровенно , нестабильный
Кстати, многие водители «автоматов» не только не понимают, зачем при спуске нужно ограничивать режим работы АКПП первой ступенью, но даже не знают, как это сделать! Наконец, не на всех «автоматах» честно выбрана передача. Представьте, что девушка-водитель еще может перевести селектор в положение, соответствующее первому этапу, и начать спуск. Однако понемногу обороты двигателя начинают расти, и в какой-то момент электроника увеличивает ступень.
А если это произойдет перед поворотом? Что сделает неопытный водитель, когда увидит, как «умная» машина разгоняет его машину при входе в поворот? в «красной зоне» заползет, а то и вовсе ляжет.Выезжая на асфальт в полях, получается, что преимущества механической коробки передач сходят на нет.
С одной стороны, считается, что выйти из «застрявшего» положения легче именно в «механике», скажем, качения. Да, но для этого, опять же, нужно иметь нужный навык, уметь чередовать первый шаг и реверс со скоростью иглы на швейной машине, не забывая быстро, но осторожно включать сцепление. Впрочем, есть и противоположный аргумент: с «автоматом», хотя бы оснащенным гидротрансформатором, застрять сложнее — у водителя просто меньше возможностей заставить колеса скользить.
Автоматическая коробка передач облегчает вождение по бездорожью. Однако, если вы застряли, выбраться будет сложнее
Надежность
Надежность коробки передач определяется количеством отказов или ресурсов, т.е сколько проработает механическая или автоматическая коробка передач до капитального ремонта. Однозначно ответить, что лучше механики или автомата не получится, и вот почему.
Конструктивно простая механика кажется более надежной. В нем отсутствуют гидравлика и электроника, которые могут выйти из строя. МКПП выдерживает нагрузки в виде буксировки, заноса. Электронное управление АКПП исключает «человеческий фактор» и следит за состоянием агрегата. 4-ступенчатые и 5-ступенчатые коробки проще в обслуживании и поэтому более надежны, чем 6-ступенчатые.
Экономия на смазке
Конечно, экономическая выгода не ограничивается только покупкой. В механической коробке масло залито на протяжении всего срока службы, и опытный водитель вспоминает об этом агрегате только после пробега около 150 000 км, когда требуется замена сцепления. Но в любом «автомате», какой бы тип вы ни выбрали, масло необходимо менять, даже если регламентом это не предусмотрено. Так что?
Возьмем, к примеру, очень популярный в России вариатор Jatco JF016E, который устанавливается на различные модели Nissan и Renault. Недавно он нашел свое место под капотом рестайлингового Kaptur в паре с двигателем 1.3 Turbo H5H. Так, в отличие от младшей модели вариатора (JF015E), он не имеет планетарного ряда, что позволяет уменьшить рабочий диапазон бесступенчатой трансмиссии, а значит, масло будет меньше забиваться фрикционной пылью, без к более высокой нагрузке ленты набора ATF она сильнее загрязняется металлической стружкой.
В общем, если вы хотите смонтировать этот вариатор и не знаете проблем, не останавливаясь, когда вы хотите разогнаться с педалью в пол или форсировать небольшую лужу в поле, замена масла, причем полная, обязательно на 40 000- 50 000 км.
В сложных современных гидромеханических «автоматах» классической конструкции, то есть состоящих из планетарного ряда и гидротрансформатора, о замене масла тоже придется подумать, ведь во многих трансмиссиях передача именно сейчас включена двумя сцеплениями. Другое дело, что у премиальных брендов нет необходимости делать это часто, например, в нынешнем поколении Range Rover Sport (L494) первую процедуру перенесли с 48 000 км на 130 000, но негласно, даже мастер сервисной службы будем. Рекомендуем сливать старую ATF не реже одного раза в 80 000 км.
Интересно, что некоторые производители, не предусмотрев в регламенте замену масла, просто запрещают официальным дилерам проводить эту процедуру, если автомобиль еще находится на гарантийном обслуживании, а также самим дилерам выгодно, чтобы на проверку приезжал владелец ед.: Это несоразмерно выгоднее. Не будем забывать, что дилеры больше зарабатывают не на продаже автомобилей, а на их обслуживании.
Наконец, автоматические коробки передач часто выходят из строя по естественным причинам: чем сложнее сборка, тем больше шансов, что она выйдет из строя. Не говоря уже о том, что бывают просто вышедшие из строя трансмиссии, вроде пресловутой DP0, стоявшей на французских автомобилях, недостатки их конструкции оказались просто задумкой. Задние механизмы тоже не подарок: вспомним, сколько выпили владельцы Volkswagen с коробками DSG…
Инженеры VAG так долго «работали над ошибками», что для многих покупателей аббревиатура DSG до сих пор является важным фактором при выборе автомобиля, независимо от того, какой тип им требуется, да и отсутствие полного прогрева приводит к тому же к поломкам.
КПД и разгон
Что разгоняется быстрее: автомат или механика? Ручное управление МКПП позволяет водителю раскручивать двигатель до «красной зоны» тахометра. Разница между ручным и автоматическим режимом заключается в том, что первый максимально использует мощность и крутящий момент двигателя. Поэтому экономичность и динамика МКПП выше.
Ловкость механической коробки передач и быстрое переключение рычага переключения передач снижают расход топлива за счет движения автомобиля накатом.
Ресурс эксплуатации
Срок службы коробки передач зависит от конструкции, условий вождения и технического обслуживания. Автоматы ZF 5HP, GM 5L40E, A750F, 722.4 автоматы разработки 80-х и 90-х годов прошли без ремонта более 500 000 км. Плановый капитальный ремонт современных 6- и 8-ступенчатых агрегатов проводится при пробеге 150 000 км, срок службы механики 250-300 000 км.
Экономия топлива
Главный аргумент «за механику» по-прежнему расход топлива, правда, речь идет только о городских режимах, где «ручка» действительно экономит 10-20% бензина, а вот на трассе эта разница сводится практически к нулю.
Меньшее падение цены в процессе эксплуатации
Механическая коробка передач также демонстрирует свое «ценовое» преимущество при перепродаже автомобиля: из-за своей простоты и надежности она меньше влияет на остаточную стоимость, хотя при покупке подержанного автомобиля с двумя педалями необходимо предварительно заняться диагностикой «коробки передач» автомат» и запросить у владельца документы, подтверждающие замену масла, наличие которых, конечно же, не гарантирует отсутствия неисправностей, т.к. «автоматы очень чувствительны к стилю вождения!
Зимнее вождение
Зимой АКПП дольше прогревается из-за большого объема жидкости. Если масло не прогреется должным образом, автоматическая коробка передач будет толкать из-за пониженного давления. Буксование на льду нагружает агрегат, увеличивая износ масла и деталей.
Автомобиль с МКПП зимой готов завестись быстрее, чем в основном отличается от АКПП. Нажатие педали сцепления снижает пусковую нагрузку на двигатель. Механике не страшна пробуксовка колес на льду или снегу.
Автоматическая коробка переключения передач
В настоящее время существует несколько различных типов автоматических коробок передач. Это
- машина,
- преобразователь скорости,
- робот.
Количество передач также растет с годами, достигая 6-7 режимов. Также последние модели имеют улучшения в плане экономичности и плавности переключения при разгоне.
Принцип работы АКПП
В основе автоматической коробки передач лежит планетарный механизм. Он состоит из набора шестерен, которые вращаются вокруг «солнца». Планетарная передача имеет 2 входа и 1 выход. Изменение входных скоростей с помощью пакетов фрикционов позволяет контролировать вращение выходного вала.
В отличие от механической, в автомате изменение скорости происходит по сигналу электронного блока. Для включения шестерни в корпусе клапана открывается канал, необходимый для прохождения трансмиссионного масла. Давление жидкости воздействует на поршень, который сжимает диски сцепления. При этом размыкается пакет фрикционов предыдущей передачи. В этом случае потери мощности при переключении нет.
Роль сцепления в машине выполняет гидротрансформатор. Передача и преобразование крутящего момента двигателя происходит через трансмиссионную жидкость. Гидротрансформатор гасит вибрации от силового агрегата и коробки передач, и автомобиль все время движется плавно.
Что отличает механическую машину от автоматической, так это простая конструкция. АКПП — механизм сложной компоновки, отсюда и вытекают основные недостатки коробки.
Преимущества АКПП
Каждый из недостатков механической коробки передач является преимуществом автоматической. Теперь рассмотрим второй тип, чтобы понять, какая коробка передач лучше — механическая или автоматическая.
Гонять машину на автомате будет намного проще. Вам не придется принимать решение о выборе передач и менять их вручную. Все происходит автоматически, и это самое ощутимое преимущество.
Важная особенность: теперь во многих автоматических и роботизированных коробках есть возможность переключения в полуавтоматический или ручной режим. В этом случае владелец автомата сможет управлять им самостоятельно. Именно по этой причине все больше автомобилистов переходят на АКПП: новичкам важна простота, опытных тянет к выбору, а кто-то просто очень ценит ее комфорт.
Такие автомобили легко трогаются с места, не ломаются при движении в гору. Это проще и приятнее, особенно в плотном городском потоке. Еще одним преимуществом является то, что такое путешествие безопаснее и чем больше машин на дорогах, тем безопаснее движение в целом.
Человек за рулем более сосредоточен на происходящем на дороге, ведь ему не нужно держать сцепление и отвлекаться на переключение передач. Коробка передач автоматического типа продлевает срок службы коробки и двигателя. Новичок не сможет застрять на неправильной передаче или завести двигатель. Автоматизация защищает вас от таких ошибок.
Недостатки АКПП
Несмотря на очевидные преимущества автоматических коробок передач, у них есть и слабые стороны. Многие из них уже упоминались:
- высокая стоимость обслуживания и ремонта,
- проблемы с запуском двигателя в сильный мороз,
- повышенный расход топлива
- потеря в разгоне.
Также стоимость автомобиля, оснащенного автоматом, будет на 30-40 тысяч рублей больше аналогичного автомобиля с механикой.
Даже самая «умная» АКПП не может предвидеть непредвиденные ситуации на дороге. Вы не сможете заранее переключиться на более низкую передачу и это часто может привести к опасной остановке автомобиля.
Проблема выбора автомобиля с механической или автоматической коробкой передач была и остается актуальной. Для удобства и быстрого обучения следует отдать предпочтение АКПП. Автоматы пользуются заслуженной популярностью у женщин и начинающих водителей. А для тех водителей, которые любят острые ощущения от вождения, механическая коробка передач лучше подходит для экономии топлива. Поэтому каждая из коробок передач имеет право на существование и дальнейшее развитие.
Преимущества в комфорте
Вроде бы преимуществ у «механики» больше, но почему даже в Европе их доля постепенно падает, оставаясь стабильной только в бюджетных сегментах автомобилей класса А и В? Речь идет о стремлении человека к комфорту. Поэтому высокая доля «механики» сохранится в обозримом будущем только в России, Индии и других развивающихся странах, где население еле сводит концы с концами и, конечно, при случае с удовольствием сэкономит на «автомате».
Обслуживание и ремонт
Обе коробки передач — механическая и автоматическая — нуждаются в замене масла. Масло действует как смазка и отводит избыточное тепло, предотвращая износ трущихся деталей. Кроме того, он создает пленку на поверхности металла, защищая его от коррозии. В автомате масло служит рабочим телом для передачи мощности двигателя и переключения передач. Со временем жидкость накапливает фрикционную пыль, металлическую пыль, чернеет и перегревается. Уровень и качество трансмиссионного масла проверяют каждые 15 000 км, а меняют через 60 000 км. Из-за больших нагрузок машинная жидкость требует обновления через 40 000 км.
Мастера по ремонту и обслуживанию трансмиссий дают советы:
- замена масла в механике и автомате на пробеге до 60 тыс км поможет избежать проблем с коробкой;
- при проведении ТО АКПП необходимо промывать поддон, менять масляный фильтр и сальники.
- старая смазка в механической коробке передач действует как абразив и стачивает зубья шестерни, вызывая жужжание и дребезжание.
Какая коробка передач лучше: механика или автомат
Если при рассмотрении проблемы учитывать удобство управления, то многим проще пользоваться АКПП. Водитель нажимает только две педали: тормоз и газ.
Преобразователь крутящего момента используется для передачи крутящего момента от двигателя. Это гидравлическое сцепление, допускающее проскальзывание. Это устройство позволяет коробке справляться с торможением без сцепления.
Устройство автоматической коробки передач
Есть у трансформаторов и недостатки. Они являются источниками тепла, что снижает эффективность автомобиля. Поэтому расход бензина у автомобилей с автоматической коробкой передач обычно выше. Но в новых моделях гидротрансформаторов, устанавливаемых на современные автомобили, такой проблемы нет. В случае с механикой водитель использует три педали: акселератора, сцепления и тормоза. Перед торможением нужно полностью выжать сцепление, и только потом нажимать на тормоз. В результате полностью прекращается связь между двигателем и ведущими колесами. Поэтому для нормальной работы МКПП гидротрансформатор не требуется.
Не все автомобилисты соблюдают правила эксплуатации МКПП, что приводит к преждевременному износу. При вождении важно помнить о следующих ограничениях:
- Не держите ногу на нажатой педали сцепления после переключения передачи. В противном случае на диск сцепления и выжимной подшипник будет возложена слишком большая нагрузка.
- На светофорах лучше активировать нейтральный режим.
- Не рекомендуется включать высшую передачу при низких оборотах двигателя.
- Когда автомобиль находится на уклоне, не нажимайте сцепление.
- Лучше не держать руку на рукоятке рычага переключения передач.
Считается, что водителю, разбирающемуся в механике, не составит труда перейти на автомат. Но к этому механизму тоже надо привыкнуть. Владелец автомобиля с автоматической коробкой передач должен соблюдать ряд рекомендаций, чтобы не повредить коробку передач:
- Заводить двигатель лучше в режиме парковки.
- Переключайтесь в режим «Движение» только после запуска двигателя.
- Во время движения не меняйте ручку.
- Не следует переключаться в «нейтральный» режим при спуске с холма или при остановке на светофоре. Этот режим используется только для буксировки с соблюдением крайних мер предосторожности.
- Не желательно включать стоянку до полной остановки транспортного средства.
- Его нельзя буксировать, как на механике. Единственным разрешенным методом является буксировка с поднятыми ведущими колесами.
- Если коробка перегревается, остановитесь и подождите, пока она не остынет.
