Механическая коробка передач против автоматической. Сравнительная характеристика кпп

При покупке личного средства передвижения автолюбителям приходиться решать для себя множество вопросов. Одним из них является поиск ответа на вопросы: «какая коробка лучше: вариатор, автомат или робот?» и «чему отдать предпочтение?». Выбор, нужно сказать, не из легких, поскольку, во многом от типа КПП в последующем будет зависеть комфорт и динамичность во время движения. Мы попробуем облегчить выбор всем тем, кто находиться в затруднении и поможем решить эту задачу, представив свое видение того, какая коробка переключения передач лучше автомат или механика их виды и типы.

Общие моменты

Для начала следует отметить, что сегодня автолюбители имеют возможность выбирать тип КПП из нескольких отличительных между собой вариантов. Это может быть классическая «механика», роботизированная или автоматизированная коробка переключения или вариатор. Возможно, многие удивятся, что так называемый «робот» и «автомат» мы разнесли в разные подкатегории, но, на самом деле, они отличаются между собой конструкционно и, соответственно, присутствуют некоторые отличительные нюансы в их работе.

Классическая автоматическая КПП (гидро трансформаторная)

Этот вид коробки передач был использован в Америке еще в конце 30-х годов прошлого столетия. На то время «сырая» КПП хотя и удовлетворяла требованиями потребителей, но не была совершенной и перед инженерами стояла серьезная задача - повысить КПД оборудования. Современные реалии показывают, что это авто специалистам удалось сполна. Особенно не утруждая читателя подробностями, отметим, что конструктивно, она имеет три основных комплектующих – это планетарные передачи, гидроблок и гидро трансформатор. Как бы нам этого не хотелось, но все типы автоматических КППмы будем сравнивать с механической коробкой. У данной модели, среди главных недостатков, следует выделить больший топливной расход и снижение динамики при старте. Однако во многом это касается бюджетных моделей и автомобилей из среднего класса, поскольку стоимость высокопроизводительной классической АКПП, устанавливаемой на современные супер кары – довольно большая, соответственно, не все смогут позволить себя такие средства передвижения. Именно поэтому многие производители ограничиваются более простыми коробками передач. На самой заре внедрения «автоматики», автомобили имели двухступенчатую трансмиссию, третье в ней была ступень переключения для езды задним ходом. Однако времена меняются и если совсем недавно преимущественно использовались «автоматы» на четыре ступени, то сегодня даже машины из сегмента бюджетных, к примеру, VW PoloSedan, уже вполне «привыкли» к шести ступеням в коробке, тогда как в линейке премиум-фирм представлены модели даже с восемью ступенями. В последнее время заговорили также о том, что вскоре на рынке могут появиться автомобили с десяти ступенчатым автоматом. Среди главных преимуществ АКПП классического типа можно отметить: бережное отношениек силовому агрегату, смягчение толчков, простота в эксплуатациии обслуживании ввиду изученности механиками и наличия запасных частей. Из недостатков можно выделить: больший расход масла и топлива, неидеальная динамика,более чувствительна к низким температурам, поэтому, если на дворе минус, не следует сразу нагружать ее резким стартом и раскручиванием мотора. Подводя краткий итог, следует отметить, что современные АКПП классического типа, получившие название адаптивных, могут настраивается под стиль вождения любого водителя, для этого есть специальные режимы – «Спорт», «Зимний», «Кофморт», «Ручной», что позволит получать наибольший драйв и удовольствие от вождения. Пятерка популярных авто с данным типом трансмиссии: NissanNote, HondaCivic, ToyotaCamry, Mitsubishi Pajero Wagon, KIA Sportage.

В мире автомобилейэто относительно новое понятие, тип трансмиссии, который, однако, нашел много приверженцев. Ее также принято называть бесступенчатой. Это обусловлено особенностями конструкции, ключевую функцию работы в которых возложено на блок управления. Этот тип коробки перед более экономичный, по сравнению с классическим «автоматом», этот тип оборудования дарит водителям плавность во время движения. К недостаткам следует отнести высокую стоимость вариатора и обслуживания. Благодаря тому, что система управления вариатора эффективно использует мощность силового агрегата, согласовывая обороты коленчатого вала с нагрузкой на автомобиль, достигается хорошая топливная экономичность, что, пожалуй, следует назвать одним из главных преимуществ этой КПП. Вот несколько особенно полюбившихся автолюбителям моделей, оснащенных вариатором: SubaruImpreza, Toyota Yaris,Honda Jazz, Nissan Teana, Mitsubishi ASX.

Этот тип оборудования для переключения передач на средствах передвижения был изобретен как более доступная в финансовом плане альтернатива классическим КПП. Принцип работы системы аналогичен тому, который используется в «механике», но действия, обычно выполняемые водителем – переключение передач и выжимание сцепления, за него производит электронный блок управления. Как следствие конструктивных особенностей, наибольшую нагрузку при эксплуатации получает узел сцепления. В этом аспекте будет полезен следующий совет неопытным водителям: чтобы сцепление прослужило дольше, на светофорах селектор такой коробки следует переводить в нейтральное положение. Еще одной интересной особенностью работы данной системы является ее несогласованность с желаниями водителями. Поэтому она требует навыков вождения и привыкания. Главные преимущества: более простая, по сравнению с АКПП и вариатором, конструкция, отличается надежностью; относительно недорогое обслуживание; есть возможность вручную выбирать передачи; небольшой топливной расход. К недостаткам следует отнести: наличие пауз между этапами переключения; вследствие большой нагрузки, быстро изнашивается сцепление, в результате чего понадобится выполнение его ремонта. Топ-5 популярных моделей с роботизированной коробкой: Fiat 500, Peugeot 107, Lancia Ypsilon, Peugeot 208, Citroen C4.

Преселективная автоматическая коробка передач с двойным сцеплением

Эта коробка отличается наличием в конструкции двух независимых сцеплений, благодаря чему обеспечивается невероятная плавность и быстро действенность при переключении. По сути, принцип работы данной системы можно объяснить так: при разгоне средства передвижения на первой ступени, система уже заранее включает вторую и когда приходит время переключения, она просто размыкает первое сцепление и активирует второе. Поэтому при переключения не наблюдается пауз, водитель может наслаждаться впечатляющим комфортом и динамикой. В перспективе, такие коробки могут стать будущим всего автопрома, если инженерам и конструкторам удастся преодолеть их главный недостаток – повысить надежность и устранить «паузу» при старте. Ресурс работы таких АКПП с двойным сцеплением – примерно 200 тысяч километров, что можно считать вполне неплохим показателем. Преимущества: быстродействие и плавность, прекрасные динамические показатели и экономичность в плане расхода топлива, наличие нескольких режимов, которые позволяют настроить автомобиль под себя. Недостатки: высокая стоимость КПП и ее обслуживания, не подходит для эксплуатации в сложных дорожных условиях. Среди лидеров популярности автомобилей с данным видом трансмиссии можно выделить: Audi A3, Volkswagen Polo, Mercedes-Benz B-Class, Volkswagen Passat, Ford Mondeo.

Настоящим «старожилом», если о говорить об автомобильных коробках переключения передач, является «механика». Классический принцип действия всех видов современных М КПП во многом одинаков. Это и сегодня наиболее распространенный тип, устанавливаемых на машины. Вдаваться в подробности работы таких агрегатов мы не будет, многие автолюбителям более-менее известен принцип их действия. Мы же только отметим, что на современных средствах автомобиляхнаиболее распространенной является пятиступенчатая КПП. Главным и несомненным преимуществом коробки передач механического типа является возможность со стороны водителя полностью управлять процессом при любом режиме движения. Также такие системы более надежны в эксплуатации и отличаются простотой конструкции. При достаточных навыках вождения на авто с М КПП водитель может добиться от своего средства передвижения высоких динамических показателей и меньшего расхода топлива. К преимуществам механического типа следует также отнести простоту обслуживания и относительную дешевизну, по сравнению с автоматизированными агрегатами. Что же касается недостатков, то среди основных, в первую очередь, следует отметить сложность ее использования для начинающего водителя и комфортность во время движения, которая требует от водителя постоянной концентрации внимания. В качестве десерта – список лучших автомобилей, проверить все возможности которых поможет только механическая коробка передач: Scion FR-S / Subaru BRZ, PorscheCayman, Mazda MX-5 Miata, FordFiesta ST, Audi R8.

Уже на стадии планирования покупки перед будущим автовладельцем встаёт ряд вопросов. Дабы ответить на них, друзей и знакомых. Но сколько людей, столько и мнений. А вопрос про то, какая коробка передач лучше способен поссорить даже родственников. Лучше уж самому приложить немного усилий и внести ясность в этот вопрос. А мы вам в этом поможем.

Итак, коробка передач. Это один из важнейших агрегатов автомобиля. Его задача ― обеспечение как частоты, так и передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к его ведущим колёсам. Благодаря коробке передач автомобиль может ехать задним ходом, а также становится возможным движение накатом (то есть по инерции). От выбора КП будет зависеть удобство езды, экономичность, ремонтопригодность авто.

Таким образом, автолюбителю придётся выбирать между четырьмя . А именно: механической, роботизированной, вариаторной и автоматической. Рассмотрим каждую из них поподробнее.

Это самый традиционный и проверенный временем вариант. Между самой коробкой и двигателем находится сцепление. Выжимаете педаль, полностью отсоединяете КПП от двигателя. В этот момент нужно оценить все условия движения и исходя из них выбрать нужную передачу. Это является тем плюсом, за который «механику» так любят опытные водители. Ведь только она даёт полный контроль над машиной. Ваш «железный конь» с такой коробкой можно свободно буксировать на любые расстояния. Завести с «толкача» – пожалуйста. Выехать из грязи в «раскачку» – нет проблем. механической коробки передач самая низкая среди других трансмиссий. Да и весит она немного, что положительно сказывается на общей массе автомобиля.

«Механика» достаточно просто устроена. А значит, починить её в случае чего будет не так сложно и дорого, как, например, автоматику или вариатор. Высокий коэффициент полезного действия обеспечивает (дизтоплива).

Есть и недостатки. В принципе, машину с МКПП менее удобно эксплуатировать в условиях . Бесконечные пробки, светофоры. На каждом нужно выжать педаль сцепления, переключить передачу, плавно тронуться с места. Это утомительно, а для новичков ещё и сложно.

Подведём итог. Достоинства механической коробки передач:

• простота;
• небольшой вес;
• несложно устроена (а значит, высокая ремонтопригодность);
• умеренный «аппетит»;
• даёт полный контроль над автомобилем;
• возможность свободной буксировки;
• возможность «раскачки».

А вот её недостатки:

• неудобна в условиях города;
• у новичков могут быть проблемы с плавным переключением передач.

Видео о том, как работает механическая коробка передач:

Вариатор

Эта трансмиссия появилась как реакция на повышение тяги к комфорту и увеличение . Между ведущим и ведомым шкивами вращается ремень. Он представляет собой многозвенную цепь или же набор из металлических пластин. То есть в основе работы вариаторной КПП лежит клиноременная передача.

Продолжим. Диаметр одного из шкивов способен меняться. Команду эту даёт электронный блок управления после анализа всех факторов движения. Таким образом, изменение передаточного числа происходит постоянно. Ступеней (скоростей) как таковых нет. Недаром вариатор называется бесступенчатой коробкой передач.

Практическим результатом применения вариатора стала абсолютная плавность движения. Ведь если нет ступеней, значит нет и рывков при их переключении. Таким образом, для тех, вопрос о том, какая коробка лучше, однозначно будет решён в пользу вариатора. Двигатель всегда работает в оптимальном режиме, что самым положительным образом сказывается на его долговечности. Вариаторная коробка передач обеспечивает экономичность авто.

Как водится, есть и минусы. Сложность устройства: сам по себе вариатор устроен довольно просто, но приходится ставить гидротрансформатор, иначе автомобиль просто не тронется с места. А это цена и дорогостоящий ремонт. Боязнь перегрева. Любит плавную езду, то есть нет так любимой многими динамики. Этот тип трансмиссии не ставят на автомобили с мощным двигателем – не выдерживают ремни.

Достоинства:

• плавность движения;
• экономичность;
• обеспечивает оптимальный режим работы двигателя;
• простота устройства;
• быстрая работа (нет потерь времени на переключение передач).

Недостатки.

• высокая стоимость;
• дорогой ремонт;
• необходимость дополнительных устройств;
• боязнь перегрева;
• невозможность установки ;
• динамика меньше, чем на «механике».

Видео о том, как работает вариатор:

Особенность этой КПП в том, что по сути она механическая, но сами передачи переключает робот. По удобству похожа на классический автомат, но из-за особенностей конструкции при переключении прерывается поток мощности – при разгоне будут провалы.

«Робот» по весу меньше автомата, да и стоит дешевле. Имеется ручной режим. Как правило, такие коробки ставятся на бюджетные модели. Само переключение между скоростями занимает пару секунд.

• экономичность;
• удобство в управлении (по ощущениям автомат);
• небольшой вес;
• демократичная стоимость.

• рывки, то есть с плавностью работы проблемы;
• задержки при переходе между передачами;
• при остановке нужно переходить на нейтрал.

Справедливости ради упомянем про преселективные роботизированные коробки.

С коробкой этого типа имеет два сцепления, отдельно для чётных передач, отдельно для нечётных. Таким образом, исключаются рывки, ускорение идёт плавно. Платой стало усложнение конструкции (а значит, её высокая стоимость), дорогостоящий ремонт. Преселективные КПП ставят на автомобили класса премиум.

Классический автомат

Для чего нужен классический автомат? Для того чтобы водитель меньше уставал при движении в городском потоке. На «механике» ведь как: выжал сцепление, переключил передачу, плавно отпустил сцепление, одновременно нажимая педаль газа. Сколько движений! И они будут повторяться на каждом светофоре, при каждом заторе. То ли дело автомат. Поставил селектор в режим «драйв» и можно ни о чём не беспокоиться. Крутящий момент передаётся посредством трансмиссионного масла. А за переключение передач отвечает умная электроника. Впрочем, скорости можно переключать и вручную. Для полного счастья имеются разнообразные режимы (экономичный, спортивный и так далее), что ещё больше упрощает работу

На сегодняшний день существует целый ряд разновидностей коробок передач - и речь не только об автоматических коробках - даже такие простые по конструкции "ручки" сегодня имеют различные подвиды и надстройки. Но прежде, чем мы перейдём реку знания об этом вброд, давайте чётко поймём, что такое коробка передач и для чего она нужна!

Как работает КПП?

Коробка передач в автомобиле (или на любом другом механическим транспортном средстве) - это рычажная (с точки зрения физики) пошаговая система, которая буквально передаёт энергию от колёсам - то есть та сила, которую вырабатывает двигатель, чтобы привести в движение колёса, сначала проходит через специальную систему, называемую коробкой переключения передач (или распространённой аббревиатурой - КПП). Образно и часто физически коробка передач находится между двигателем и ведущими колёсами - это своего рода посредник в процессе, который заставляет автомобиль двигаться, и это простая в случае механической КПП или вариатора (об этом ниже) и сложная практически во всех остальных случаях часть машины... Как правило.

Для объяснения логики работы КПП давайте вспомним физику школьной программы - рычажную систему. Помните, преподаватель, скорее всего, приводил в пример строительство знаменитых египетских Пирамид, когда строители должны были поднимать на огромную высоту тяжёлые камни. Или Вы вспомните систему рычагов из знаменитой фразы её первооткрывателя - Архимеда: "Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!". Суть её заключалась в том, что, к примеру, если Вы возьмёте длинную палку (это и будет рычаг), поставите её посередине на точку опоры, с одной стороны подвесите груз, а за другой возьмётесь руками, чтобы опустить его и тем самым поднять другой конец с грузом, то чем дальше от Вас будет находиться точка опоры, тем легче Вам будет поднять груз (меньше усилий прилагать для приведения в движение рычага), но тем большее расстояние пройдёт Ваша рука вместе с концом палки, за которую она держится. И наоборот - чем ближе Вы переместите точку опоры, тем больше силы Вам придётся приложить, чтобы передвинуть Ваш конец палки, но тем больше Вы переместите груз (и на бóльшую высоту, между прочим).

На самом деле рычажная система применяется вокруг нас практически везде - даже внутри нас - наши челюсти, ряд изгибов тела - всё это работает на системе рычагов. В быту в качестве примеров можно привести плоскогубцы, тачка для перевозки сыпучих материалов, классические открывалки бутылок - даже ножницы. Ну и, конечно же, коробка передач в нашем автомобиле.

Но возможно, принцип работы рычажной системы в коробке передач автомобиля проще всего будет понять на примере велосипеда, сравнивая две разновидности из них: классический советский односкоростной велосипед и современный горный хардтэйл с возможностью переключения скоростей. В односкоростном велосипеде у Вас всегда будет одинаковое соотношение частоты оборотов педалей и частоты оборотов ведущего (заднего) колеса, а это значит, что у Вас, к примеру, попросту не хватит сил, чтобы забраться в достаточно крутую горку , потому что Вы не сможете давить с такой силой на педали. С другой стороны, на высокой скорости, возможно, Вы бы смогли разогнать этот "чугунный" велосипед ещё быстрее, но Вы не сможете так быстро двигать ногами, хотя силы Вам вполне бы хватало.

А вот велосипед с возможностью переключения скоростей решает вышеописанные задачи: в нём используется та же система рычагов, но только не привычная нам, описанная выше - роль рычагов здесь играют звёздочки: ведущие и ведомые, которых на скоростном велосипеде целый набор - как правило, несколько (2-3) ведущих разных размеров, и ведомых (от 6 до 10) - также разных размеров. И вот, перебирая различные ведущие и ведомые звёздочки, перекидывая цепь, мы меняем передачи и, соответственно, требуемую для раскрутки колеса силу и скорость его вращения.

Так, если мы выберем самую маленькую ведущую звёздочку и самую большую ведомую, то мы получим самую низкую передачу и самое маленькое передаточное число (об этом ниже), когда нам потребуется много раз провернуть педали, чтобы колёса сделали хотя бы один оборот - проще говоря, активно крутя педали, мы будем ехать всё равно очень медленно, но зато сможем забраться таким образом в самую крутую горку. А вот если мы сделаем наоборот - выберем самую высокую передачу, то цепь будет накинута на самую большую ведущую звезду (где находятся педали) и самую маленькую ведомую и, таким образом, нам потребуется сделать всего 1 оборот педалей, чтобы колёса провернулись несколько раз и наш велосипед поехал, соответственно, очень быстро.

Собственно, коробки передач в автомобиле работают таким же образом, только не существует в автомобиле коробки, которая работала бы прямо вот так в точности как в велосипеде - имея набор звёздочек и цепь, соединяющую их. А ещё у авто, как правило, гораздо меньшее число возможных передач - обычно от 4 до 8 - чем старее коробка, тем меньше там, как правило, передач, а чем он новее, тем их больше; кроме того, чем быстрее должен ехать авто, тем там больше передач - речь здесь о легковых автомобилях. А вот в грузовых может быть и 10 и даже больше передач. А бывают и вовсе коробки без чёткого набора передач - точнее, их число у автомобиля бесконечно - речь идёт о вариаторе.

Итак, какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются друг от друга? Давайте начнём с основных и (пока) самых распространённых вариантов коробок в современном автомобиле.

Механическая коробка передач

Также известная как "ручка" или "механика", как было отмечено выше. Этот тип требует от водителя больше всего телодвижений во время ускорения или замедления автомобиля, Вам нужно постоянно давить на педаль сцепления, а затем переключать передачи вручную с помощью рычага переключения в центральной части салона автомобиля под панелью. Большинство современных автомобилей с механической коробкой передач имеют пять-шесть скоростей, не считая задней передачи. Это самый старый и самый простой тип коробок - в первые годы зарождения автомобилей, все машины оснащались механической коробкой передач.

В целом, устройство МКПП достаточно простое, эффективное и позволяет водителю иметь прямой контроль над автомобилем, за что механику любит отдельная категория водителей, которая любит всегда контролировать динамику машины. С другой стороны, механическая коробка всегда требует работы одной руки, особенно, в условиях города. Она также требует некоторого мастерства и немного практики, чтобы умело владеть механической коробкой передач и особенно правильно плавно отпускать педаль сцепления.

Вместо звёздочек роль рычагов в МКПП выполняют шестерни разных размеров, а вместо цепи эти шестерни напрямую зубьями на краях соприкасаются друг с другом. Рычагом переключения коробки мы попросту перекидываем шестерни друг на друга, меняя размеры работающих вместе ведущей и ведомой шестерни. На рисунке ниже Вы можете увидеть примерную схему работы 7-ступенчатой механической коробки передач.

При этом, во время переключения нам необходимы две очень важные вещи, которые являются непременными спутниками любой современной МКПП: сцепления, потому что во время переключения работающий двигатель должен быть отсоединён от коробки, и синхронизатора, потому что двигающиеся на высокой скорости шестерни не всегда возможно соединить так, чтобы пазы их зубьев совпали.

Автоматическая коробка передач

Типичная автоматическая коробка передач

В прошлом большинство автоматических коробок передач имело три передачи (плюс задний ход), и, если в Вашем авто было четыре передачи, то у Вас был реальный спортивный автомобиль или роскошный седан. Сегодня и 4-хступенчатые автоматы - редкость, на современных машинах автоматические коробки передач имеют до восьми передач а по расходу топлива и динамике не уступают их более простым собратьям.

Все автоматы должны иметь специальные микрочипы (называемые в народе "мозги", которые являются частью бортового компьютера авто и будут контролировать порядок переключения на определённых оборотах и даже в зависимости от стиля вождения оседлавшего автомобиль человека.

Вот два основных типа коробок передач, которые сегодня встречаются в подавляющем большинстве автомобилей. Теперь давайте рассмотрим менее распространённые виды КПП - некоторые из них набирают популярность, другие - напротив, теряют её.

Роботизированная коробка передач (робот, типтроник)

Так как компьютеры с каждым днём всё глубже проникают в каждую систему в автомобиле, автоматической коробке передач были даны новые способности. Как мы уже упоминали ранее, современные автоматы теперь имеют до восьми передач, и время и условия, когда включать ту или иную передачу, выбирается компьютером, а человека в общем-то никто и не спрашивает, что для многих водителей является огромным минусом, особенно, в условиях спортивного и/или . В то же время во время спокойного расслабленного вождения по городу автомат наиболее предпочтителен. Для объединения лучшего из этих обоих миров, автопроизводители предоставили водителям возможность использовать в своём авто гибридный вариант КПП, который даёт возможность контролировать переключение передач вручную, используя для этого либо специальный селектор с двумя нефиксируемыми позициями рычага переключения: плюс и минус, каждая из которых отвечает за переключение передачи на одну выше или на одну ниже соответственно; либо с помощью "лепестков" на руле: справа и слева, каждая из которых отвечает за ту же функцию. Лепестки (или "вёсла") являются наиболее распространёнными в спортивных автомобилях, но и в обычных появляются всё чаще.

"Лепестки" ручного переключения передач и кнопочная система режимов коробки передач автомобиля Lotus Evora

Следует иметь в виду, что водители всегда были в состоянии контролировать автоматическую КПП в некоторой степени с помощью так называемых "пониженных" передач, но это в действительности не было полным контролем над переключением по двум причинам:

• Чаще всего пониженные передачи означали, что Вы можете ограничить переключение лишь первой или второй (реже - третьей) передачей - т.е. автомобиль просто не будет переключаться на передачу выше выбранной. Но, к примеру, не переключаться ниже пятой передачи заставить "чистый" автомат Вы не сможете.
• Даже если Вы поставите рычаг АКПП в режим "L" - не переключаться выше первой передачи, автомат всё же переключится, если обороты машины поднимутся слишком высоко (например, если автомобиль съезжает с крутой горки - для чего, собственно, и нужны пониженные передачи в автомате), чтобы не повредить коробку.

Классический автомат с пониженными передачами (слева) и робот с возможностью ручного переключения передач (справа)

Теперь в типтронике компьютер контролирует в значительной степени механическую коробку, избавляя водителя от необходимости постоянно выжимать сцепление, но в то же время водитель этот всегда сможет переключиться на полностью автоматический режим переключения.

Вариатор (CVT)

Если Вы когда-либо ездили на небольшом современном скутере, то Вы знакомы с вариатором или бесступенчатой ​​коробкой передач. Это очень простое устройство, но оно хорошо работает практически при любых условиях (разве что несовместимо с достаточно мощными двигателями). По существу, вариатор состоит из двух шкивов, соединенных ремнём (прямо как на велосипеде из описания в начале статьи, но вместо шестерёнок - шкивы). Но это специальные шкивы, так как они могут изменить свой размер и, таким образом, изменить передаточное число в коробке автомобиля. В вариаторе нет определённого количества "шестерёнок", потому что он может выбирать точное соотношение размеров обоих шкивов между его самой низкой и самой высокой передаточными числами. Таким образом, можно легко "ползать" на автостоянке или динамично ехать по шоссе. Более на сайте сайт.

Анимация работы вариатора

Вождение автомобиля с вариатором очень похоже на вождения с автоматической КПП, кроме того, что Вы не почувствуете никаких переключений передач. Вместо этого двигатель просто набирает обороты плавно вверх и вниз. Вы надавливаете на педаль акселератора, и двигатель автомобиля набирает обороты до определённой величины, а затем просто остаётся работать на этих оборотах, в то время как машина едет всё быстрее и быстрее, так как два шкива в коробке передач изменяют свои размеры. Может занять некоторое время, чтобы привыкнуть к вариатору из-за несколько странного звука и принципа работы CVT. Некоторые автопроизводители даже предлагают вариаторы с подрулевыми переключателями, которые имитируют автоматическую или механическую коробку передач.

CVT с каждым годом набирает всё бóльшую популярность, появляясь на всё большем числе новых автомобилей. Преимуществом такой коробки является простота, а также высокая эффективность работы, если Вы предпочитаете спокойную размеренную езду. Но если Вы любите ездить быстро или хотите высокопроизводительную машину, то это вариант, к сожалению, Вам не подойдёт, так как очень быстро износится.

Казалось бы, что CVT будет идеальным и светлым будущим для большинства водителей, но тем не менее, заняло очень много времени, чтобы этой технологии созреть - особенно прочность ремня этой трансмиссии - есть большая разница между тем, какая нагрузка приходится на этот ремень в скутере , а какая в большом пассажирском автомобиле.

Кроме того, есть очень большой минус вариатора на сегодняшний день, который практически сводит на "нет" все его преимущества - он ломается... Ломается практически у всех - есть мнение, что такая коробка в среднем отъезжает пробег примерно в 100 тысяч километров, а потом её нужно менять, а стоит она нередко треть стоимости всего автомобиля.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Широко известная аббревиатурой DCT (благодаря компании Porsche) и некоторыми другими, и используемая в достаточно дорогих спортивных и гоночных автомобилях, коробка передача с двойным сцеплением является в сущности своего рода хай-тек коллажем из автоматической, механической коробок передач и компьютера.

Как следует из названия, система использует две муфты переключения передач. Коробка может быть использована в полностью автоматическом режиме, с помощью компьютера определяя время и условия переключения передач, или в качестве механики, с возможностью ручного переключения передач водителем с помощью всё тех же лепестков на руле или кнопок переключения передач. Кроме того, управление компьютером моментами переключения, как правило, также может быть скорректировано водителем так, чтобы переключать трансмиссию согласно Вашему личному стилю вождения.

Так выглядит коробка передач с двойным сцеплением

Передачи в DCT могут переключаться со скоростью молнии - как правило, за долю секунды - и делать это очень гладко, благодаря автоматизированному контролю, что делает его отличным вариантом для гоночных и высокопроизводительных машин. В то время как DCT обычно встречается в очень дорогих спортивных автомобилях, он может быть достаточно компактен - да настолько, что Honda также устанавливает его в качестве опции на несколько своих мотоциклов .

Односкоростная коробка передач

В отличие от своих шумных собратьев, имеют несколько иные требования к коробке передач и, как таковые, они имеют свои собственные типы передач или используют модифицированные версии традиционных коробок.

Односкоростная коробка передач устанавливалась на заре автомобильной и мотоциклетной эпох и по сути своей представляла собой прямое подключение двигателя к колёсам либо непосредственно, либо почти непосредственно (шестерни требовались просто для того чтобы число оборотов колёс было меньше числа оборотов двигателя). Сегодня, по прошествии почти полутора веков, односкоростная передача вернулась в автомобильную промышленность в отрасль электроавтомобилей. И дело здесь в самой природе электродвигателя - он, в отличие от бензиновых и дизельных, может работать практически в любом диапазоне оборотов, в том числе и на одном обороте в секунду, к примеру. Если Вы имели возможность оседлать Tesla Model S Вы, вероятно, поняли, что автомобиль может ускоряться молниеносно практически на любой скорости, и ему практически не нужно более одной передачи.

Тем не менее, ряд производителей электромобилей снабжают свои творения коробками передач.

Полуавтоматическая коробка передач

Полуавтоматическая коробка передач - это очень продвинутая система, которая использует старое-доброе сцепление для выполнения непосредственно переключения передач вместо гидротрансформатора в классическом автомате. В отличие от механической коробкой передач сцепление контролируется компьютером. Это не только делает переключение передач намного быстрее, чем в механической коробке передач, но также упрощает процесс вождения и фиксирует автомобиль, предотвращая его скат, когда автомобиль находится на стоянке. Также как и типтроник, полуавтоматическая коробка передач может быть переключена в полностью ручной режим переключения передач по желанию водителя. Два типа наиболее распространённых полуавтоматических трансмиссий - это уже описанная выше коробка передач с двойным сцеплением и электрогидравлическая коробка передач (секвентальная коробка передач ).

Коробка передач IVT

IVT по сути является специфическим типом CVT (вариатора), но отличается от последнего тем, что включает в себя не только бесконечное число соотношений передач, но и "бесконечно" максимальные передаточные числа. IVT относится к такому виду вариаторов, которые способны включать в себя "нулевой коэффициент" передаточных числе, где входной вал может вращаться вовсе без какого-либо вращения выходного вала (когда автомобиль стоит на месте, а его двигатель работает), оставаясь при этом замкнутым в передаче. Конечно, передаточное отношение в этом случае не является "бесконечным", но вместо этого оно "не определено".

Какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются? Видео

Каждый водитель наверняка помнит слова своего первого инструктора. «Прежде чем повернуть ключ зажигания, убедись, что авто стоит на нейтральной передаче». В данной статье будут рассмотрены виды коробок передач, их отличия друг от друга, преимущества и недостатки, а так же сфера применения.

Усреднено, коленчатый вал двигателей большинства легковых автомобилей имеет рабочие обороты от 800 до 8000 в минуту. При этом, пик мощности приходится на четыре – пять тысяч оборотов. Безусловно, такой диапазон угловых скоростей не отвечает условиям эксплуатации любого колесного транспортного средства в целом и легковых автомобилей в частности.

Основное назначение автомобильной коробки передач – изменение частоты вращения, а так же крутящего момента, передаваемого от коленвала двигателя к ведущим колесам транспортного средства.
Первым узлом такого рода стала механическая коробка передач . Бытует такое мнение, что слово «механическая» попало в название агрегата из за неправильно понятого сокращения, принятого в англоязычной технической литературе. Буквы MT обозначают manual transmission, что означает «ручная, переключаемая рукой передача», а вовсе не mechanical – механическая.

Как это работает

Проще всего пояснить принцип действия данного узла на примере работы механической коробки передач. По сути, МКП это многоступенчатый понижающий редуктор, собранный по трехвальной, а реже по двухвальной схеме. Первичный, или ведущий вал посредством сцепления соединен с маховиком ДВС. Вторичный, или ведомый вал имеет жесткое соединение с карданным валом автомобиля. Третий, промежуточный, вал необходим для передачи оборотов от ведущего вала к ведомому. Валы располагаются параллельно друг другу и собраны в едином корпусе.


На ведущем валу располагается шестерня, передающая движение промежуточному валу. Промежуточный вал оснащен блоком мертво закрепленных шестерен, часто изготовленных как единое целое. Шестерни ведомого вала расположены в щлицах оси или специальных ступицах. Между ними располагаются муфты включения передач, которые вращаются вместе с валом, но способны передвигаться по его продольной оси. Шестерни и муфты ведомого вала могут взаимодействовать друг с другом при помощи зубчатых венцов на своих торцевых поверхностях.

При включении какой либо передачи, кроме заднего хода, муфта, ответственная за ее включение соединяется с соответствующей шестерней и блокирует ее. Двигаясь как единое целое, ведомый вал передает вращение на карданный.
Поступательное движение муфте сообщает водитель транспортного средства, воздействуя на нее при помощи ручки переключения передач, взаимодействующей с вилками и ползунами коробки.

Четырехступенчатая коробка передач и схема ее работы

Цветом выделены:

• Первичный вал – оранжевый
• Вторичный – желтый
• Промежуточный – серый

Цифро-буквенные обозначения указывают на номер передачи и задний ход.
Нейтральное положение и включение первой передачи

Пятиступенчатая коробка передач

Видеоролик, который демонстрирует принцип работы.

Несинхронизированые механические коробки передач

Скорости вращения шестерен ведомого вала значительно отличаются одна от другой. В этом случае, при попытке переключения передачи муфта просто не сможет соединиться с требуемой шестерней, а зубчатый венец будет разрушен. Для приблизительного уравнивания скоростей вращения шестерни и муфты используется прием под названием «двойной выжим». При переключении на более высокую передачу, водитель сначала выжимает сцепление , затем переводит рычаг переключения в нейтральное положение. Промежуточный вал, а следовательно, и ведомый, прекращают вращение. Затем отпускает сцепление, выжимает и включает нужную передачу.

При переключении с повышенной передачи на пониженную водителю необходимо провести подобные манипуляции, но в момент, когда коробка выключена, следует нажать на педаль акселератора. Этот прием называется «двойной выжим с перегазовкой».
Несинхронизированные МКП использовались в легковых автомобилях вплоть до 40-х годов двадцатого столетия. Сегодня они используются исключительно в спортивных машинах, и вот по каким причинам:

1. Скорость переключения выше, чем у синхронизированных аналогов
2. Лучше переносят ударные высокие нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации

Синхронизированные МКП

Данные типы коробок передач оснащены дополнительными элементами – синхронизаторами. Шестерни, располагающиеся на ведомом валу, имеют конусную торцевую поверхность. Между каждой шестерней и муфтой переключения находится бронзовое кольцо – синхронизатор. Начиная движение, муфта подхватывает кольцо и прижимает его к торцевой поверхности шестерни. За счет трения, скорости вращения шестерни и муфты уравниваются, после чего происходит их окончательное соединение с помощью зубчатого венца. На сегодняшний день все современные автомобили, на которых стоит 4-х, 5-ти или 6-ти ступенчатая МКП, оснащены синхронизаторами.

История развития МКП, от Ford T до Bugatti Veyron

Со времен появления первого автомобиля и по наши дни конструкторы используют следующие типы МКП:

Автоматические и полуавтоматические коробки передач

Несмотря на потрясающие возможности современных коробок передач, их конструкция основана на той же, проверенной временем МКП. Изменения затронули привод переключающих муфт и способ передачи крутящего момента от коленвала двигателя на ведущий вал коробки, в остальном же схема осталась неизменной.

Отдельным рядом стоят устройства под названием вариаторы, их принцип действия будет рассмотрен отдельно.
Автоматическая коробка передач или АКПП состоит из гидротрансформатора и обычной 5-ти или 6-ти ступенчатой МКП. Роль гидротрансформатора заключается в плавном выравнивании скоростей вращения ведущего и коленчатого валов. По достижении нужной скорости блокировочная муфта переводит гидротрансформатор в режим гидромуфты. За работу АКПП отвечает электронный блок управления.


Роботизорованная коробка передач представляет собой МКП, в которой функции переключения передач и выключения сцепления полностью автоматизированы. Электронный блок управления и электромеханические сервоприводы справляются с поставленной задачей не хуже профессионального гонщика.

Сравнительная характеристика видов коробок передач

Большинство неофитов, выбирающих свой первый автомобиль, задаются вопросом – какую коробку выбрать? Механику или автомат. А, может, робот? Четырехступенчатая механика не котируется, нужна как минимум, пятиступенчатая коробка передач. Или 7G-Nronic.

Какая коробка передач лучше – зависит исключительно от условий эксплуатации.

АКПП прекрасно себя зарекомендовала при городской езде. 5-ти или 6-ти ступенчатая, обеспечивающая плавный ход автомобиля, избавляющая водителя от частого переключения передач вовремя езды в вечерних «тянучках». Бывают экземпляры и с восемью ступенями. Но всякий комфорт имеет свою цену. Повышенный расход топлива и медленный разгон автомобиля – умеренная плата за возможность отдохнуть во время пути домой.

Роботизированные коробки предоставляют своим хозяевам практически тот же уровень комфорта. Расход топлива держится на уровне механики, но вот скорость срабатывания оставляет желать лучшего. Изготавливаются роботы на основе современных 5-ти или 6-ти ступенчатых МКП. Прекрасный вариант для городской машины и езды на дальние расстояния по гладкой дороге.

Механическая четырехступенчатая коробка звезд с неба не хватает, но прекрасно выполняет свое основное предназначение. Различные типы 5-ти и 6-ти ступенчатых коробок помотают с непривычки нервы в городе, но прекрасно покажут себя на трассе, поддерживая оптимальный режим работы двигателя.

Что же важнее – комфорт в городе или могучий рывок на трассе, каждый должен решить для себя.

Нередко выбор машины основывается на особенностях ее конструкции, которые непосредственно влияют на процесс эксплуатации. Неважно, что именно относится к таким характеристикам – правостороннее расположение руля или вид КПП, – в любом случае каждый покупатель подбирает тот вариант, который будет для него самым удобным. Что касается коробок передач, то споры автолюбителей ведутся вокруг удобности использования механической и автоматической КПП, которыми обустраивается все большее количество современных автомобилей. Так что же выбрать: автомат или механику? Давайте попробуем разобраться вместе.

Коробка передач и ее виды

Коробка передач любого транспортного средства изначально разрабатывалась с целью изменения частоты и крутящего момента ведущих колес машины в значительно больших пределах, чем это может обеспечить имеющийся силовой агрегат. Зачастую это касается двигателей внутреннего сгорания, характеризующихся недостаточной приспособляемостью. Кроме того, передаточная коробка обеспечивает возможность движения автомобиля задним ходом, его поворот и длительное разъединение мотора и трансмиссии при запуске силового агрегата или его работе на стоянках.

Все коробки передач разделяются на несколько видов. Исходя из принципа действия устройства, выделяют ступенчатые , бесступенчатые и комбинированные КПП , причем вид передаточной коробки во многом определяет вид трансмиссии транспортного средства.

В КПП ступенчатого вида крутящий момент меняется ступенчато, и в эту группу относят механическую и роботизированную коробку передач. К бесступенчатым устройствам принадлежит вариатор (вариаторная КПП), в котором передаточное число изменяется более плавно. Достичь такого результата удалось путем гидравлического или механического изменения крутящего момента. Также существует и комбинированный вид коробок передач – автоматическая КПП.

Преимущества и недостатки

Поскольку самыми известными на сегодня являются механические и автоматические передаточные коробки, то неудивительно, что споры водителей собираются именно вокруг этих двух видов. Разобравшись более детально, что такое коробка передач и какие функции она должна выполнять, вы сможете грамотно подойти к вопросу выбора ее вида, с учетом всех плюсов и минусов.

Так, сильными сторонами механики выступают: простота конструкции, экономичность в обслуживании и расходе топлива (автомобиль с механической коробкой передач расходует на 10-15% меньше горючего, в сравнении с АКПП), достаточно большой эксплуатационный ресурс (некоторые МКПП могут использоваться даже после поломки мотора), высокая динамика разгона и высокий процент КПД.

Также в этот список стоит отнести хорошую приемистость транспортного средства (обороты мотора быстро увеличиваются), при которой водитель может сам выбирать стиль вождения путем переключения скоростей, относительно малый вес, возможность пуска силовой установки даже при неработающем зажигании или АКБ.

Конечно, и без недостатков тут не обходится. Например, механическая коробка передач достаточно сложный вариант для новичков, в результате чего существует риск повреждения, как самих элементов коробки, так и сцепления или даже мотора. В сравнении с АКПП, в механическом варианте устройства промежуток переключения передач несколько увеличен, да и усталость водителя при эксплуатации такого автомобиля в городских условиях заметно выше.

Что касается автоматики, то неоспоримым преимуществом этого вида КПП является:

легкость эксплуатации (не нужно постоянно выжимать сцепление);

Отсутствие риска перегрузки мотора (передаточная коробка сама «решает», какой момент может считаться оптимальным для переключения на более низкую или более высокую передачу);

Сокращенное время переходов из низшей ступени на высшую и обратно с сохранением мощности силового агрегата.

К недостаткам использования АКПП относят:

сложную конструкцию и, как результат, дорогое производство и обслуживание;

утрудненную или невозможную эксплуатацию вне асфальтированной местности (в условиях распутицы, грязи, снежных заносов или гололеда гор), что, собственно, нередко может сыграть решающую роль в ответе на вопрос, что лучше: автомат или механика;

Практически полное отсутствие возможности самостоятельного ремонта, пусть даже неисправность несерьезная;

Отсутствие возможности буксировки (возможно лишь использование эвакуатора или частичная погрузка), либо отсоединения приводов;

Необходимость специальных навыков управления автомобилем в сложных погодно-климатических условиях.

Более того, наверняка каждый водитель, который хоть раз управлял автомобилями с разными КПП, сможет дополнить данные списки своими примерами «плюсов» и «минусов». Особенностей управления машиной достаточно много, пусть даже основное назначение коробки передач остается неизменным.

Механическая коробка передач

Механическая коробка переключения передач (или просто МКПП) является разновидностью КПП со ступенчатым механизмом изменения передаточного отношения, где осуществляется вручную (водителем). Благодаря этому обеспечивается оптимальный рабочий режим двигателя при движении в самых различных условиях.

Из всего разнообразия представленных сегодня механических коробок передач можно выделить только два основных вида: трехвальные и двухвальные . Зачастую первый вариант устанавливается на автомобили с задним приводом, а второй – на переднеприводные легковые транспортные средства. Несмотря на то, что устройство и рабочий принцип обоих видов существенно отличаются, они все равно сводятся к одному: кинематическому соединению входного и выходного валов на разных ступенях при помощи разных комбинаций шестерен с различными передаточными числами.

Интересный факт! Современные механические КПП могут иметь от 4 до 6 скоростей для передвижения автомобиля вперед и одну скорость для движения задом. Именно в механике применяются различные защитные блокировки и механизмы, предотвращающие случайную активацию задней передачи.

Разбираясь в том, какие бывают коробки передач, стоит обратить внимание на автоматическую КПП, представляющую из себя разновидность трансмиссии автомобилей, которая обеспечивает автоматический (без непосредственного участия водителя) выбор подходящего под условия движения передаточного числа.

С технической точки зрения, «автоматической» можно назвать любую разновидность КПП, где передачи переключаются автоматическим способом. Но на практике, название «автоматическая коробка передач» исторически закрепилось только за одним ее видом – гидромеханической планетарной передаточной коробкой .

В последние десятилетия, помимо этого варианта, вниманию покупателей предлагаются и различные механические модели с автоматизированным переключением (так называемые «роботы»). Они обладают электронным управлением и имеют электромеханические или электропневматические исполнительные устройства. В то же время используемая в некоторых транспортных средствах вариаторная коробка передач не является разновидностью АКПП, как, впрочем, и любой другой КПП.

Различные виды коробок передач предусматривают наличие и некоторых их отличий. К примеру, («робот») являет собой механическую передаточную коробку, где функции переключения передач и выключения сцепления полностью автоматизированы. В современных конструкциях представлено двойное сцепление, которое обеспечивает передачу крутящего момента, не разрывая мощность. Это позволяет снизить потребление машиной топлива и увеличить разгонную динамику, что только способствует популярности роботизированных КПП. Одной из самых известных конструкций являются устройства типа DSG.

Вариаторная коробка

К видам автоматических коробок передач нередко относят и , хотя на самом деле это устройство вообще не является коробкой передач в традиционном понимании этого понятия. Вариатор (распространенное название «вариаторная коробка передач») – это бесступенчатое устройство, предназначенное для плавного изменения передаточного числа в заданном диапазоне.

Главное преимущество этого вида, в сравнении с другими КПП, заключается в эффективном применении мощности силовой установки, чего удалось добиться благодаря оптимальному сочетанию нагрузки на автомобиль с оборотами коленвала. Этот факт помог достичь высокой топливной экономичности, а отсутствие рывков и непрерывное изменение крутящего момента обеспечили высокий уровень комфорта для водителя и пассажиров.

В отличие от традиционного вида АКПП, установленного во многих автомобилях, в вариаторе отсутствует коробка передач с заданным количеством ступеней. Так, работа самого известного варианта вариатора основывается на вороте, позволяющем без применения жестко заданных передач устанавливать любой коэффициент передачи крутящего момента.

Как известно, КПП автомобиля – это неотъемлемая часть его конструкции, которая во многом определяет удобство управления транспортным средством. Именно поэтому стоит грамотно подходить к выбору. Существует даже ряд рекомендаций и предупреждений специалистов, касающихся этого вопроса.

Советы:

Для определения наиболее удобного для себя варианта КПП всегда в полной мере используйте тест-драйв.

Хорошие коробки-автомат должны переключать скорости при оборотах, близких к максимальным значениям.

Следует также учитывать и ценовую политику, так как автомобили с ручными КПП стоят дешевле (примерно на 1000 долларов).

Несмотря на то, что одна мысль о езде на механике пугает водителей-новичков, на практике все оказывается не так страшно. Более того, во многих автошколах практикуется обучение на машинах с механической КПП.

Учтите: существуют и некоторые другие типы КПП, являющиеся промежуточным вариантом между автоматическими и механическими коробками передач автомобилей. Так, некоторые производители (например, BMW или VW) предлагают покупателю транспортные средства с полуавтоматическими КПП, причем у каждого автопроизводителя они носят свое название: BMW – SMG, у VW – DSG, хотя принцип работы остается одинаковым для всех.

Если для вас важна возможность максимального ускорения, тогда ваш вариант – это механика, ведь при правильном управлении механическая передаточная коробка лучше и быстрее любого автомата.

Для водителя-новичка более подходящим вариантом является коробка-автомат, позволяющая лучше сосредоточиться на дорожной обстановке.

Важно проверить и класс экономичности транспортного средства, причем не только в городских условиях, но и за городом. Это поможет вам получить представление о среднем расходе топлива.

Обратите внимание! АКПП меньше нагружает мотор и трансмиссию, а значит, возможность появления проблем с этими узлами намного ниже, чем при неправильно использованной МКПП.

Предупреждения:

Даже если перед вами не стоит выбор, на чем лучше учиться: на механике или на автомате, все равно будьте очень осторожны, начиная эксплуатацию транспортного средства с незнакомой КПП.

Если автоматическая коробка передач переключает скорости за 1000 оборотов раньше предельной черты, то лучше заменить транспортное средство или саму КПП.

Некоторые модели автомобилей, которые раньше предлагали обе коробки передач (на выбор), сегодня могут быть доступны только в одном варианте. Поэтому либо выбирайте другую машину, либо приспосабливайтесь к незнакомой передаточной коробке.

В любом случае, и автомат, и механика имеют свои плюсы и минусы, а их значимость зависит только от ваших требований, так что решать только вам.

Подписывайтесь на наши ленты в

← Вернуться