Что лучше: механика или автомат?

Что лучше: механика или автомат?

Машины с АКПП медленно, но уверенно вытесняют автомобили с механической трансмиссией. Высокий спрос в автошколе “Вектор” на обучение вождению на автомате — яркое тому доказательство. Тем не менее производство транспорта с МКПП не останавливается, а продажи хоть и уменьшаются, но не прекращаются. Немало водителей делают выбор в пользу механики, которая так же, как и автомат, имеет свои преимущества.

Расшифровка аббревиатур

Прежде чем разбираться в вопросе, стоит расшифровать аббревиатуры, используемые далее в тексте.

• МТ – Механическая трансмиссия. «Механика», «ручка», «кочерга» – самый простой и надежный тип трансмиссии, где выбор и переключение передач осуществляется водителем.
• АТ – Автоматическая трансмиссия. «Автомат» – подразумевается гидромеханический автомат, автоматически повышающий и понижающий передачи.
• АМТ – Роботизированная трансмиссия. «Робот» – коробка передач с автопереключением скоростей, реализованная как с 1 (старые модели), так и с 2 (новые версии) сцеплением.
• CVT – Вариатор. Бесступенчатый тип трансмиссии, (строго говоря, не коробка), обеспечивающий плавный ход автомобиля без рывков в момент смены скорости.

Принцип работы МКПП и АКПП

Механическая коробка передач работает сугубо за счет ручного управления. Передачи переключаются с помощью специального рычага, без использования электроники. Так управление автомобилем полностью возлагается на водителя. Такой тип трансмиссии встречается преимущественно в машинах бюджетного класса. Механика работает следующим образом: на один из валов, установленных в КПП передается вращательное усилие от двигателя, а другой вал соединяется с карданом.

В процессе переключения передач шестерни меняются — они имеют разный диаметр, поэтому передают разное усилие. Для увеличения тяги маленькая шестеренка на ведущем валу должна соединиться с большой на ведомом. Ситуация меняется лишь на пятой ступени: большая шестерня на ведущем валу задействуется наряду с маленькой на ведомом. Поэтому несмотря на равномерную скорость мотора, за счет изменения положения рычага, получается разная скорость. Он перемещает штоки в коробке, которые толкают муфты, блокирующие шестерни. Автомобиль начинает ехать в тот момент, когда соединяются две шестеренки.

Если водителю важен комфорт, а не самостоятельный контроль вождения, отдать предпочтение лучше автомату. Что отличает АКПП от МКПП:

• работает за счет гидротрансформатора и редуктора;
• при увеличении оборотов двигателя происходит автоматическая смена передачи на следующую;
• при снижении интенсивности работы мотора включается предыдущая передача.

В АКПП переключение происходит плавно, без толчков, чего нельзя сказать о МКПП. Такая мелочь условно делает автоматическую КПП лучше механической.

Плюсы автомобилей с механикой

Неопытные водители редко озадачиваются — лучше автомат или механика, так как в буквальном смысле боятся последней. МКПП сложнее в управлении, а значит требует больше времени для обучения, но освоить ее может каждый. Главное, проявить немного усидчивости и терпения, и все получится. Тем более, обучившись вождению на автомобилях с механикой, пересесть на автомат — раз плюнуть. Те же, кто освоил только АКПП, не смогут управлять машиной с МКПП ни физически, ни по ПДД.

От опытных водителей нередко можно услышать, что механика лучше. Этому утверждению есть несколько аргументов:

• возможность экономии топлива — при спуске со склона можно включить нейтральную передачу (но стоит учесть, что правила дорожного движения это запрещают);
• расход масла в 2-3 меньше, чем в машинах с автоматической трансмиссией;
• сравнительно дешевое обслуживание — несложный ремонт возможен даже в ближайшем гараже собственными силами;
• с механической коробкой передач можно разогнаться быстрее, чем с автоматической;
• зимой не придется долго прогревать машину — небольшое количество масла не создает критического сопротивления;
• в отличие от автомата, на механике можно ехать с пробуксовкой даже зимой, поэтому для дрифтеров во всех отношениях лучше ручное управление.

МКПП практически не имеет недостатков. Она требует постоянного внимания — десятки и сотни переключений передач в течение одной поездки утомляют. Этот минус особенно ощущается в пробке, когда для преодоления 100 метров необходимо повторить одни и те же движения 40-50 раз.

Малоопытным водителям знакома ситуация, когда на низких оборотах двигателя невозможно тронуться с места — машина глохнет. Проблема решается увеличением оборотов мотора, что может привести к сгоранию сцепления. То же вероятно, если резко бросать педаль сцепления или взять на буксир тяжелую технику. В этом случае ремонт автомобиля с механической коробкой обойдется очень дорого.

Преимущества автоматической коробки передач

От некоторых водителей можно услышать, что они принципиально не пересядут на автомобиль с автоматической коробкой передач. Они объясняют свое решение тем, что полноценно управлять транспортом возможно только на механике. И с ними точно согласятся гонщики и дрифтеры. Обычному же владельцу авто просто нужно добраться из одного места в другое, поэтому расширенные возможности в управлении необязательны.

Наиболее значимые преимущества автомата:

• с появлением 5,6 и 8-ступенчатых коробок разгонные характеристики у автомобилей с АКПП и МКПП уравнялись;
• в некоторых моделях расход бензина меньше, чем на машинах с МКПП;
• управление автомобилем сводится к вращению руля и нажатию педалей газа и тормоза;
• исключена вероятность перегазовки, поэтому ресурс двигателя значительно больше, чем на механике.

На фоне весомых преимуществ недостатки автомата могут показаться не столь значимыми. Он требует больше масла и больше топлива (не все модели, но большинство). В холодное время года придется “гонять” двигатель вхолостую, чтобы разогнать загустевшее масло. Если этого не сделать, можно испортить поршневую группу. И главное: если машина оборудуется автоматической коробкой передач, ее стоимость увеличивается.

Сравнение МКПП с АКПП

Каждый водитель делает собственный вывод, что для него лучше — механика или автомат. С решением этого вопроса поможет сравнение основных характеристик:

Критерии сравнения	МКПП	АКПП
Цена автомобиля и его ремонта	Существенно меньше в сравнении с автоматом.	Дороже механики. Со всеми поломками лучше обращаться за профессиональной помощью.
Количество расходуемого топлива	Меньше, чем на автомобилях с АКПП.	Большое за счет гидротрансформатора и необходимости прогрева в холодное время года.
Ресурс коробки передач	Лучше, чем у автомата.	Невысокий — часто требуется обновление шестеренок и фрикционов.
Скорость разгона	Высокая — быстрее, чем позволяет АКПП.	У большинства моделей меньше, чем у механики.
Сложность управления	Тяжело для начинающих водителей. Частые переключения и контроль за сцеплением отвлекают от дороги. Легче ездить по пересеченной местности.	Оптимальный вариант для новичков: не глохнет при старте, не катится при движении в гору. Нужная передача выбирается автоматически.
Буксировка и запуск	Машина с механикой запускается даже при разряженном аккумуляторе. Буксировка возможна на любые расстояния.	Автомобиль нельзя запустить «с толкача», если аккумулятор разряжен. При буксировке возникает «масляное голодание».

Возможно вам будет интересно:

• Сколько в 2020 учатся на права В связи с изменениями в системе обучения будущих водителей, учиться на права теперь нужно дольше. В автошколе «Вектор» 156-часовые учебные программы заменяются на 190-часовые. Ужесточение требований связано с необходимостью улучшения неблагоприятной обстановки на дорогах. В текущем году изменятся не только сроки, но и порядок сдачи экзаменов в ГИБДД. По мнению экспертов, получить права станет сложнее.
• Как проходит обучение в автошколе в 2020 году С 1 января 2020 года Правительство РФ утвердило нововведения, касательно процесса обучения будущих водителей и сдачи экзаменов в ГИБДД. В программах автошколы “Вектор” все изменения учтены. Теперь наши ученики будут выезжать на автомагистрали, ведь нужно уметь водить машину в любых условиях. С октября 2020 года вводится единый экзамен по базовым навыкам вождения и планируется увеличение числа вопросов по ПДД в 2,5 раза. Какими бы сложными ни были требования, мы сделаем все для того, чтобы вы успешно прошли испытания и получили права.
• Сдать экзамен в ГИБДД с первого раза? – Легко! Экзамен в ГИБДД в Краснодаре, как и везде, состоит из трех частей. И у каждой есть свои секреты успеха.
• Сколько занятий нужно? Начнем с того, что научить вождению можно всех. Даже безнадежных)

Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают

МКПП, АКПП, РКПП, CVT, DSG, PDK — аббревиатуры, за которым скрывается один и тот же автомобильный агрегат — коробка переключения передач. Каждая из них состоит их сложных технических механизмов, выполняющих одну задачу

Фото: unsplash
Читайте также

Коробка переключения передач (КПП) — элемент трансмиссии автомобиля, который передает мощность от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на ведущие колеса, при этом расширяя диапазон частоты вращения и крутящего момента мотора. Этот узел отвечает за эффективную работу мотора, влияет на динамику движения и расход топлива. Базовым для КПП считается предустановленный набор передаточных чисел — это коэффициент, на который увеличивается или уменьшается крутящий момент, поступающий от двигателя. Передача, а в современных авто их может быть от 5 до 10, помогает работе двигателя в каждом из диапазонов скоростей. Для старта обычно применяется 1-я передача, но реже — 2-я (например, на грузовиках).

В зависимости от степени участия водителя, «коробка» может быть с ручным управлением (механическая) или автоматическая, где выбор передачи выполняет электроника. К таким агрегатам, как правило, относят не только классическую гидромеханику, но также «роботов» и вариаторы [1]. Отдельный класс — секвентальные КПП, которые чаще всего используют для гоночных автомобилей. Разбираемся в устройстве каждой из них и в том, как они работают.

Механическая

Прообраз «механики» впервые использовал на своем авто Карл Бенц. Сегодня ее ставят на все марки от ВАЗа до Porsche (Фото: Егор Алеев/ТАСС)

• корзина сцепления, что позволяет «соединять/отсоединять» ДВС и трансмиссию;
• пары косозубых шестерен, отвечающих за передаточное число и нужную скорость;
• синхронизаторы, обеспечивающие плавное включение передачи.

Все они расположены на валах, которых может быть два или три.

При выжатой левой педали вал отсоединен от ДВС. Если нога убрана, он соединен, и крутящий момент передается на колеса (Фото: wikipedia commons)

Первичный или ведущий вал напрямую связан с двигателем через сцепление. Это сделано для возможности «отсоединять/присоединять» трансмиссию к ДВС. Для передачи крутящего момента на конце входного вала жестко зафиксирована шестерня, которая вращает следующий, промежуточный вал.

На нем равно числу передач установлены разноразмерные ведущие зубчатые шестерни. Каждая работает в сцепке с шестеренками (ведомыми) на вторичном или выходном валу. На нем шестерни, в отличие от первых двух валов, свободно вращаются на оси. Образованные зубчатые пары отвечают за передаточное число и динамические характеристики передачи («короткая», «длинная» итд).

В МКПП переключение происходит в ручном режиме. Переводя в салоне рычаг в нужное положение, водитель двигает в сторону соответствующей зубчатой пары муфту. Чтобы избежать удара при смыкании, нужно выровнять частоты вращения валов — для этого применяются синхронизаторы.

Плюсы: долгий опыт эксплуатации в автопроме, простое устройство и ремонт, возможность вручную влиять на динамику авто.

Минусы: утомительное «втыкание» передач и нажатие педали сцепления в плотном трафике, ограниченный набор передач.

Автоматическая

Этот тип трансмиссии появился в начале 1940-ых годов и активно вытесняет «ручку» (Фото: pixabay)

Под классической АКПП, как правило, подразумевают гидромеханическую коробку переключения передач. В этом случае у водителя всего две педали, а вместо рычага КПП — селектор, который может быть выполнен в виде шайбы или кнопок, или подрулевой переключатель режимов: P — парковка, D — движение, N — нейтральная и R — задний ход.

В отличие от «механики» передача крутящего момента здесь сложнее, а электронный блок управления (ЭБУ) отвечает за выбор передачи. В современных автоматических трансмиссиях их может быть до 10 включительно.

Принцип работы строится на силе давления трансмиссионной жидкости, отсюда и слово «гидро» в названии. Главные рабочие элементы — гидротрансформатор и планетарная КПП [2].

АКПП — это сложный технический механизм, который состоит нескольких сотен деталей (Фото: wikipedia commons)

1. Гидротрансформатор или «бублик» (неофициальное название из-за тороидальной формы) отвечает за передачу крутящего от двигателя. В его состав входят три лопастных колеса — насосное, турбинное и реакторное. Все элементы заключены в герметичный кожух и погружены в рабочую жидкость. Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя, а турбинное — с первичным валом КПП. Когда двигатель заведен, масло в «бублике», нагнетаемое насосом, начинается непрерывно рециркулировать, проходя через крыльчатки реактора. В итоге механическая сила от маховика ДВС переходит в гидравлическую, а крутящий момент передается на планетарный механизм.
2. Планетарная КПП — это зубчато-шестерной механизм, состоящий из центральной шестерни, сателлитов и неподвижной коронной шестерни. Вращение происходит в одной плоскости относительно центральной шестерни, подобно ходу планет вокруг Солнца. Сателлиты вращают водило, через которое крутящий момент передается на выходной вал КПП. Чтобы обеспечить смену передаточных чисел, эти шестерни имеют разные размеры, а потому движутся внутри короны каждая со своей скоростью.

Планетарный механизм (Фото: shutterstock)

Плюсы: за редким исключением — надежный и проверенный временем агрегат; обычно обеспечивает плавную и тихую езду.

Минусы: очень привередлив к качеству трансмиссионной жидкости, простые агрегаты могут быть «задумчивыми», дорогой и сложный ремонт в случае поломки.

Бесступенчатая

Принцип работы вариатора придумал еще в XV веке Леонардо да Винчи. Первые автомобили с такой трансмиссией выпустил 1950-ых годах завод DAF (Фото: wikipedia commons)

CVT или вариатор — это кардинально другой в техническом плане тип КПП [3], который, по большому счету, даже нельзя называть коробкой передач, так как передач в нем как раз-таки нет.

В отличие от классического «автомата» или «механики», он не имеет фиксированного количества предустановленных передач и выдает по сути неограниченное количество передаточных чисел. Такая гибкость достигается за счет работы двух противоположных шкивов конической формы, которые соединены цепью или ремнем.

В бесступенчатой коробке один конус соединен с валом двигателя, а другой — направляет мощность на ведущие колеса. Передаточные числа изменяются по мере того, как шкивы перемещаются все ближе и дальше друг от друга. Решение, на сколько сдвинуть шкивы, принимает электроника.

Эти изменения теоретически происходят все время, чтобы двигатель работал на наиболее эффективных оборотах. Однако современные CVT умеют имитировать фиксированные ступени, так как такое поведение более привычно водителям.

Плюсы: теоретически вариаторы считаются более капризными, чем классические «автоматы», однако наиболее удачные варианты по сроку службы не уступают гидромеханическим КПП.

Минусы: вариаторы не любят пробуксовки и заезда на высокие препятствия, от чего цепь (или ремень) стачивает поверхность шкивов.

Роботизированная

РКП применяются как на грузовых, так и легковых автомобилях (Фото: hippopx)

РКПП или просто «робот» — это гибрид автоматической и механической коробки передач. Для начала движения водитель, также как и на «автомате», выбирает один из режимов (D, P, N, R).

Механическая схема в ней аналогична МКПП, но для переключения передач и смыкания/размыкания сцепления здесь отвечают сервоприводы. Момент выбора нужной ступени контролируется электроникой.

Проще говоря, вместо педали сцепления и рычага коробки стоят электромоторы, которые по команде электроники «выжимают» сцепление и меняют ступени.

Плюсы: недорогая в обслуживании; освобождает водителя от необходимости переключать передачи вручную

Минусы: электронике нужно время, чтобы понять действия водителя и включить передачу, из-за этого разгоны происходят с характерными провалами потока мощности; высокая стоимость актуаторов.

Преселективная

Часто все такие коробки называют DSG. Хотя это только товарный знак Volkswagen, такой же как PowerShift для Ford, S tronic у Audi и PDK на авто Porsche (Фото: volkswagenag)

По сути это та же роботизированная коробка переключения передач. Главное ее отличие в количестве сцеплений — их два [4]. Этот тип трансмиссии относительно новый — активно внедрение началось с 2003 года. Сегодня их ставят на все классы автомобилей: от небольших хэтчбеков до спорткаров.

Принцип работы такой коробки заключается в том, что каждое из сцеплений управляет своим набором передач: четными и нечетными. В итоге, когда автомобиль работает на одной передаче, следующая уже выбрана и готова к включению.

Например, машина едет на второй передаче и ускоряется. В этот момент электроника подает сигнал, и автоматика двигает муфту к следующей, 3-й передаче. Когда приходит время муфта, которая была включена для 2-й передачи, отключается, и теперь включается та, на которой была предварительно выбрана 3-я передача. В это время освободившееся сцепление уже выбирает 4-ю передачу.

Плюсы: быстрое переключение передач; высокая экономичность.

Минусы: инженерам не сразу удалось сделать этот тип КПП надежным, из-за чего автомобилисты часто избегают таких коробок; «преселективы» не всегда аккуратно работают на низких скоростях — в пробках могут чувствоваться толчки.

Секвентальная

Секвентальные коробки устанавливют на «заряженные» модели, например, BMW и Mercedes-Benz (Фото: bmwgroup)

Секвентальная или последовательная коробка передач — это разновидность механической трансмиссии, которая чаще всего используется в спортивных и гоночных автомобилях.

В отличие от классической «механики», где переключение происходит по Н-образной схеме, здесь «движение» возможно только последовательно [5]. То есть водитель не может стартовать со 2-й и сразу уйти на 4-ю передачу. В случае с «секвенталкой» ему понадобится пройти все передачи по очереди: от 1-й до 4-й.

Техническое устройство такой коробки схоже с классической «механикой», но есть ряд существенных отличий:

• отсутствует педаль сцепления, а за отключение вала отвечает электроника;
• используются прямозубые шестерни (вместо косозубых);
• переключение между передачами осуществляется гидравлическими сервоприводами.

Плюсы: очень высокая скорость переключения между передачами; нет потери мощности в момент смены; экономия топлива.

Минусы: высокий износ деталей; дорогая в ремонте.

Неисправности коробки переключения передач

Как и любой рабочий элемент, КПП подвержены износу и поломкам. Хотя при бережном уходе некоторые «коробки» готовы служить по несколько сотен тысяч километров. Причину неисправности и особенно ремонт данного узла лучше доверять проверенным мастерам, например, официальным дилерам или специалистам в клубных сервисах.

На что стоит обращать внимание в работе КПП:

• Вибрации. Их быть не должно. В противном случае, стоит проверить «подушки» КПП, на которые крепится весь узел. Они не только фиксируют «коробку», но и поглощают часть колебаний от движения валов и приводов.
• Хрусты/хрипы/стуки. Тоже исключены. Если же звуки присутствуют и нарастают, это прямой повод поехать в сервис. В зависимости от типа КПП причины неприятных звуков могут быть разные.
• Пинки и выбивание передачи прямо свидетельствуют о возможной серьезной неисправности. Не следует испытывать судьбу и лучше как можно быстрее заехать на подъемник.
• Стружка в масле. Для исправной работы «коробки» следует регулярно менять масло. Для каждой марки и модели установлены свои правила. Если же при смене масла в нем нашлась металлическая стружка, скорее всего, придется разбирать всю коробку — возможно, стерлись шестерни.

Назначение, принцип работы и устройство коробки передач. Устройство механической коробки передач

На первых автомобилях не было привычного для нас редуктора с зубчатыми передачами, усилие на ведущие колеса передавалось ремнем. Такое устройство использовал Карл Бенц — для увеличения скорости водителю необходимо было перекинуть кольцо с одной пары шкивов на другую. Зубчатые колеса в трансмиссии впервые применил Вильгельм Майбах, в автомобилях его конструкции были механические коробки.
Передача крутящего момента от нее на ведущие колеса осуществлялась при помощи стальной цепи. Соосная коробка в начале 20 века появилась на автомобилях Луи Рено, который также является изобретателем карданного вала.

На первых порах в автомобилестроении преобладала разнесенная компоновка агрегатов, при которой редуктор располагался отдельно от силового агрегата. Передача крутящего момента в них происходила через специальный вал, как было на модели BMW 501.

Механические коробки первых выпусков были очень сложными, управление ими требовало значительных усилий и хороших навыков. В 1928 году американский инженер Шарль Кетеринг из General Motors предложил устройство для синхронизации. Первая удачная коробка, снабженная таким механизмом, была установлена на автомобиле «Корвет». На европейском континенте лидером в разработке трансмиссий стала компания ZF.

Прочно закрепившееся название МКПП имеет следующую расшифровку аббревиатуры -механическая коробка переключения передач. Ранее в названии под первой буквой П понималось слово перемены, однако со временем оно было заменено на более подходящее по смыслу. Сокращенное наименование механической коробки в технических описаниях часто фигурирует с числом, обозначающим количество ступеней.

Современная МКПП имеет достаточно совершенное устройство, обеспечивающее, помимо переключения передач в движении, выполнение ряда функций:

Читайте также: Чем_отличается_швейная_машинка_автомат_от_полуавтомата

• обеспечение перемещения автомобиля задним ходом;
• разобщение трансмиссии и работающего двигателя автомобиля во время кратковременных остановок;
• наличие нейтрального положения коробки позволяет выполнять пуск двигателя.

Автомобили, оснащенные такого рода трансмиссиями, при прочих равных показателях экономичнее машин с автоматической трансмиссией.

Гидравлическая автоматика

Гидравлические АКПП — это классический вариант подобных коробок. Их особенность в отсутствии связи между колесами и мотором.

Крутящие усилия в такой системе передаются через специальную гидравлическую жидкость с помощью использования двух турбин.

Эволюция коробок гидравлического типа привела к тому, что оперативное управление ими полностью отдано специальной электронике.

Это способствовало появлению различных режимов работы коробки автомат, таких как спортивный, экономичный, зимний и т.п.

Помимо этого, водители получили возможность ручного выбора нужной передачи.

По сравнению с механикой, гидравлические трансмиссии более «прожорливые» и менее динамичные.

Вместе с этим отметим, что современные гидрокоробки научились адаптироваться под стиль езды водителя, чем практически полностью нивелировали свою «задумчивость».

Зачем нужна МКПП?

Первая причина ясна – надо как-то подключить вращающийся вал двигателя к приводам колес, чтобы тронуться с места. Есть и вторая: силовой агрегат развивает рабочую мощность (иначе – максимальный крутящий момент) при достижении определенного числа оборотов коленчатого вала. Для большинства бензиновых двигателей этот порог составляет 3000 об/мин, для дизельных – 2000 об/мин.

Пока число оборотов коленчатого вала не достигнет нижнего порога, мотор не сможет развить нужную мощность и создать усилие, достаточное для движения.

Для чайников, то бишь, новичков, желающих разобраться в работе автомобильных узлов, предлагается такое пояснение:

1. Во время работы на месте (холостой ход) количество оборотов коленвала составляет 800-900 об/мин. Чтобы начать движение, развиваемой мощности недостаточно и нужно поднять ее за счет нажатия на газ и повышения оборотов до 2-3 тыс. в минуту. В этот момент и нужно подключить привод колес, что выполняется с помощью коробки передач.
2. Без МКПП разгон автомобиля выйдет плавным и невероятно долгим, а если попадется подъем, то машина не разгонится никогда. Причина та же – нехватка мощности. Для повышения динамики нужен преобразователь усилия, способный замедлить вращение, но увеличить крутящий момент.
3. Для разворота и парковки машине нужен задний ход, его также обеспечивает механическая коробка передач.

Если между колесным приводом и коленчатым валом поставить зубчатую передачу с шестеренками разного размера, то колеса станут вращаться медленнее. Но при этом на каждом колесе возрастет усилие (на жаргоне – тяга) и разгон автомобиля ускорится. А плавное подключение вращающихся элементов обеспечит другой узел МКПП – сцепление.

Читайте также: Можно ли включать нейтраль на автоматической коробке передач: зачем и чем грозит переключение автомата на нейтральную передачу

Количество ступеней

Число ступеней, которое может включать ручная коробка, варьируется в основном от 4 до 6, однако встречаются и 7-ступенчатые авто. Каждая ступень скорости на МКПП обеспечивает нужное передаточное соотношение валов внутри самой коробки. Следует отметить, что именно версии на пять / шесть ступеней достаточно востребованы у автолюбителей. Первые шестиступенчатые МКПП появились в 1990-х гг.

Ступени переключаются посредством специального рычага. При этом возникающий момент силы передается на вторичный вал коробки передач, после на имеющийся колесный привод. Присутствует нейтральная передача. Когда она включена, обеспечивается свободное вращение шестерен. Вал вращается с частотой, идентичной с той, что крутятся ведущие колеса. На нейтральную позицию следует переключаться, когда происходит остановка. Как правило, нейтралка является средней позицией установленной КП.

Принцип работы МКПП

Начало движения машины, медленная езда по плохой дороге вызывает большое сопротивление. Автомобилю с механической коробкой передач в таком режиме требуется максимально большой крутящий момент.

КПП при этом выполняет функции понижающего редуктора и даже при больших оборотах транспортное средство двигается с относительно небольшой скоростью. После прекращения разгона водитель переключает режим, и частота вращения коленвала вновь возвращается в оптимальный диапазон.

Равномерное перемещение по плоскости требует меньших усилий, которые и обеспечиваются повышенными передачами.

Принцип работы механической коробки передач состоит в создании соединений между ведущим (входным) валом и ведомым (выходным) через сочетания шестеренок с разным количеством зубьев. Это позволяет подстраивать трансмиссию под изменяющиеся условия движения транспортного средства.

Для чайников, как принято называть неспециалистов, принцип работы механической коробки передач можно объяснить буквально в нескольких словах. Устройство обеспечивает нормальную работу двигателя за счет изменения числа оборотов, увеличивая или уменьшая усилие на ведущих колесах. Это позволяет удерживать наилучший режим работы силового агрегата при трогании с места, разгоне и снижении скорости.

Такой принцип работы МКПП сохраняется у всех машин: и с полным, и с задним, и с передним приводом. Устройство трансмиссии в каждом из случаев имеет свои особенности, но при этом основные элементы конструкции и их назначение сохраняются. Перемена передаточного числа происходит за счет введения в действие определенной комбинации из шестеренок с разным количеством зубьев.

Данные соотношения для каждого двигателя подбираются индивидуально в ходе расчетно-конструкторских работ и натурных испытаний. При этом учитывается множество факторов и, в первую очередь, параметры двигателя. Физический принцип работы МКПП при этом остается неизменным, водитель управляет изменением режима вручную путем переведения рычага из одного положения в другое.

Видео — механическая коробка передач, принцип работы:

Наглядное представление о принципе работы МКПП можно получить после просмотра видео ролика. Схематическое анимированное изображение как нельзя лучше демонстрирует взаимодействие деталей между собой. Такие материалы обеспечивают понимание происходящих процессов, особенно при переключении режимов работы.

Правила и особенности эксплуатации МКПП

Вы сели в автомобиль с механической коробкой. Прежде чем завести двигатель, необходимо убедиться в отсутствии сцепления коробки и двигателя. Это возможно в двух случаях:

1. селектор кпп стоит в нейтральном положении;
2. выжата педаль сцепления.

Затем следует включить первую передачу, путем перевода рычага в соответствующее положение.

Читайте также: Дергается автомат: причины неисправности

Любые действия с рычагом передач осуществляются исключительно при выжатом сцеплении. Недопустимы резкие движения при переключении, это существенно сократит срок службы коробки, и приблизит момент необходимости её ремонта. Не нужно прикладывать максимум усилий в том случае, если скорость что называется, не втыкается. Просто отпустите и выжмите педаль вновь.

Еще следует запомнить, что при переходе на повышенные, все передачи переключаются последовательно, друг за другом. Сам момент переключения следует выбирать, руководствуясь приборами — спидометром и тахометром соответственно. Достаточно много зависит от вашей манеры езды.

Устройство

Конструкция МКПП мало изменилась с тех пор, как были сделаны и запатентованы основные ее элементы. Механическая коробка переключения передач состоит из следующих деталей и узлов:

• картер;
• входной, выходной и промежуточный валы;
• синхронизаторы;
• ведущих и ведомых шестерней;
• механизма переключения передач.

Собранные в едином корпусе детали взаимодействуют между собой, обеспечивая передачу крутящего момента. Устройство механической коробки передач зависит от особенностей конструкции и количества валов — по данному признаку они делятся на двух- и трех вальные. Последняя компоновка называется соосной и в технической литературе ее принято называть классической.

Устройство механической коробки передач

Итак, хотя конструкций такой коробки с теми или иными особенностями может быть много, однако на начальном этапе можно выделить два основных типа:

• трехвальные КПП;
• двухвальные коробки;

На автомобили с задним приводом обычно устанавливается трехвальная механическая коробка передач, в то время как двухвальная КПП ставится на переднеприводные легковые авто. При этом устройство механических коробок передач как первого, так и второго типа может заметно отличаться.

Начнем с трехвальной механической коробки. Такая коробка состоит из:

• ведущего вала, который еще называется первичным;
• промежуточного вала КПП;
• ведомого вала (вторичного);

На валах установлены шестерни с синхронизаторами. Также в устройство КПП включен механизм переключения передач. Указанные составные элементы расположены в корпусе коробки передач, который еще называют картером КПП.

Задачей ведущего вала является создание соединения со сцеплением. На ведущем валу выполнены шлицы для ведомого диска сцепления. Что касается крутящего момента, указанный момент от ведущего вала передается через шестерню, которая находится с ним в жестком зацеплении.

Затрагивая работу промежуточного вала, этот вал располагается параллельно первичному валу КПП, на нем установлена группа шестерен, которая находится в жестком зацеплении. В свою очередь, ведомый вал установлен на одной оси с ведущим валом.

Такая установка реализована при помощи торцевого подшипника на ведущем валу. В этот подшипник входит ведомый вал. Группа шестерен (блок шестерен) на ведомом валу не имеет жесткого зацепления с самим валом и поэтому свободно вращается на нем. При этом группа шестерен промежуточного вала, ведомого вала и шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

Синхронизаторы (муфты синхронизаторов) установлены между шестернями ведомого вала. Их задачей является выравнивание угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала посредством силы трения.

Синхронизаторы находятся в жестком зацеплении с ведомым валом, а также имеют возможность перемещаться по валу в продольном направлении благодаря наличию шлицевого соединения. Современные коробки передач имеют муфты синхронизаторов на всех передачах.

Если рассматривать механизм переключения передач на трехвальных КПП, зачастую этот механизм установлен на корпусе агрегата. Конструкция включает в себя рычага управления, ползуны и вилки.

Корпус коробки (картер) изготовлен из алюминиевых или магниевых сплавов, необходим для установки валов с шестернями и механизмов, а также ряда других деталей. Еще в картере коробки передач находится трансмиссионное масло (масло коробки передач).

• Чтобы понять, как работает механическая (ручная) коробка передач трехвального типа, давайте в общих чертах рассмотрим принцип ее действия. Когда рычаг переключения передач находится в нейтральном положении, передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса автомобиля не происходит.

После того, как водитель произведет перемещение рычага, вилка переместит муфту синхронизатора той или иной передачи. Затем синхронизатор выровняет угловые скорости нужной шестерни и ведомого вала. Затем зубчатый венец муфты войдет в зацепление с аналогичным венцом шестерни, что обеспечит блокировку шестерни на ведомом валу.

Еще добавим, что задний ход автомобиля обеспечивает задняя передача КПП. В этом случае промежуточная шестерня заднего хода, установленная на отдельной оси, позволяет изменить направление вращения.

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Работа сцепления

Понять принцип работы узла сцепления поможет такой пример: представьте вращающийся металлический стержень с диском на конце, символизирующий коленвал с маховиком. Если к плоскости диска подвести другой диск, то после соприкосновения он тоже станет крутиться. Так в общих чертах и действует автомобильное сцепление, только второй диск насажен на вал, идущий дальше, к шестеренчатой передаче.

Система действует за счет силы трения, поэтому соприкасающиеся поверхности имеют специальное антифрикционное покрытие. Диск сцепления в механической трансмиссии двигается рычагом в виде вилки. Механически рычаг не связан с педалью сцепления, он перемещается гидроцилиндром. Нажатие на педаль сжимает жидкость в этом цилиндре, поршень выдвигается и перемещает рычаг.

Алгоритм работы сцепления при движении с места следующий:

1. На холостом ходу коленвал и первичный вал МКПП крутятся, поскольку диски находятся в зацеплении.
2. Нажатием на педаль водитель отодвигает диск и вал трансмиссии останавливается. Теперь его можно подключить к шестеренчатой передаче путем выбора первой скорости.
3. Нажав на газ, водитель добивается повышения оборотов и медленно отпускает педаль сцепления. Диски снова входят в зацепление и машина трогается с места.

Разрывать механическую связь с помощью сцепления нужно и дальше, при переходе на другую скорость. Чтобы разобраться в данном процессе, нужно понять, как работает сама коробка скоростей.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки. Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

Читайте также: На какой коробке передач лучше учиться в автошколе и чем отличаются механика и автомат

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Роботизированные трансмиссии

Роботизированные трансмиссии — это гибридный вариант механической трансмиссии и автомата.

По своему устройству роботизированные коробки имеют неимоверное сходство с механикой, однако работа и управление переключениями осуществляется полностью автоматически.

Такой тип коробок позволил решить проблемы, связанные с излишними топливными затратами «автоматов».

Потери динамики тоже сократились, но в процессе эксплуатации выяснилась одна неприятная закономерность: чем молниеноснее разгон, тем отчетливее чувствуются переходы с одной ступени на другую.

Это явление можно было сравнить с подергиванием некачественно работающих автоматических коробок.

Автопроизводители не могли мириться с существующей проблемой.

Доработки не заставили себя долго ждать. Немецкий концерн «Volkswagen» изготовил роботизированную трансмиссию, получившую два сцепления.

Она была названа «DSG». Водители наверняка слышали эту аббревиатуру. Коробка получила пару дисков сцепления, управляющих разными передачами. Один «заведовал» четными ступенями, второй – нечетными.

Переключение скоростей благодаря этому стало практически незаметным.

К сожалению, если первые серии «роботов» можно было назвать дешевыми, то в отношении «DSG» это определение никак не подходит.

Основной «минус» современных роботизированных коробок – высокая цена.

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню – таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Мультитроник

Эту систему разработали инженеры из Audi. Особенность конструкции в том, что в этой КПП отсутствуют ступени. Но при этом водитель имеет возможность вручную переключать передачи. Принцип работы этой системы построен на клиноременной передачи. В качестве главного узла здесь применяется вариатор, который и изменяет крутящий момент. Однако, нельзя сравнивать мультитроник с современными бесступенчатыми вариаторами CVT – конструкция ее отличается от бесступенчатого вариатора в сторону усложнения и вместо ремня здесь применяются специальные цепи.

Среди достоинств можно выделить плавный разгон, хорошие динамические характеристики и низкий расход топлива. Показатели по динамическим характеристикам не уступают автомобилям с МКПП. Минус – высокие цены, трудности в ремонте и обслуживании, небольшой ресурс.

Двухвальная механическая коробка передач: устройство и принцип работы

Разобравшись с тем, из чего состоит коробка передач с тремя валами, перейдем к двухвальным коробкам. Данный тип КПП имеет в своем устройстве два вала: первичный и вторичный. Первичный вал является ведущим, вторичный ведомым. На валах закреплены шестерни и синхронизаторы. Также в картере коробки находится главная передача и дифференциал.

Ведущий вал отвечает за соединение со сцеплением, также на валу находится блок шестерен в жестком зацеплении с валом. Ведомый вал расположен параллельно ведущему, при этом шестерни ведомого вала в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала, а также свободно вращаются на самом валу.

Также на ведомом валу жестко закрепляется ведущая шестерня главной передачи, а между самими шестернями ведомого вала расположены муфты синхронизаторов. Добавим, чтобы уменьшить размеры КПП, а также увеличить количество передач, в современных коробках нередко вместо одного ведомого вала может быть установлено 2 или даже 3 вала.

На каждом таком валу жестко закреплена шестерня главной передачи, при этом такая шестерня имеет жесткое зацепление с ведомой шестерней. Получается, конструкция фактически реализует 3 главных передачи.

Сама главная передача, а также дифференциал в устройстве КПП осуществляют передачу крутящего момента от вторичного вала на ведущие колеса. При этом дифференциал также может обеспечить такое вращение колес, когда ведущие колеса вращаются с разными угловыми скоростями.

Что касается механизма переключения передач, на двухвальных КПП он вынесен отдельно, то есть за пределы корпуса. Коробка связана с механизмом переключения тросами или специальными тягами. Чаще встречается соединение при помощи тросов.

Сам механизм переключения 2-х вальной коробки имеет рычаг, который соединяется тросами с рычагом выбора и рычагом включения передачи. Указанные рычаги соединяются с центральным штоком переключения передач, который также имеет вилки.

• Если говорить о принципе работы двухвальной механической коробки передач, он похож на принцип трехвальной КПП. Отличия состоят в том, как работает механизм переключения передач. В двух словах, рычаг может осуществлять как продольные, так и поперечные движения относительно оси автомобиля. Во время поперечного движения происходит выбор передачи, так как усилие идет на трос выбора передач, который оказывает воздействие на рычаг выбора передач.

Далее рычаг движется продольно, а усилие идет уже на трос переключения передач. Соответствующий рычаг горизонтально перемещает шток с вилками, вилка на штоке смещает синхронизатор, что и приводит к блокировке шестерни ведомого вала.

Напоследок отметим, что также механические коробки разных типов имеют дополнительные блокировочные устройства, которые препятствуют включению одновременно двух передач или же непредвиденному выключению передачи.

Читайте также: Как выбрать буксировочный динамический рывковый трос? Как не прогадать с выбором?

Как переключаются передачи?

Устройство коробки передач — это не только набор валов и зубчатых колес. Это еще и специальные муфты. Они не похожи на зубчатые колеса и имеют другую конструкцию. Они прочно крепятся каждая к своему валу и находятся во вращении вместе с ним. Они могут двигаться по продольной оси.

Со стороны шестеренок ведомого вала, которые направлены к муфтам, установлены специальные венцы или вилки. Другие венцы расположены непосредственно на муфтах.

Когда водитель двигает рычаг и хочет выбрать другую передачу, то через специальный привод при помощи ползунов срабатывают вилки, которые двигают муфты продольно. Специальная замковая система не позволяет при этом включить несколько передач сразу. Это вполне возможно, если бы рычаг включал два ползуна. Замковый механизм фиксирует ползуны в нейтральной позиции в тот момент, когда движется третий ползун. Так исключается работа двух передач одновременно.

Затем муфта направляется к нужной шестеренке. Венцы их встречаются. Муфта все это время вращается вместе со своим валом. Она соединяется с шестерней, тем самым блокируя ее. Затем они начинают вращаться вместе, и КПП передает вращение на колесный привод.

Переключение передач МКПП

Для эффективного управления автомобилем мало знать расшифровку МКПП, нужно понимать, как же переключаются передачи. Ведь от того, насколько хорошо вы изучите этот вопрос, будет зависеть и срок эксплуатации машины. Коробка передач – одна из самых часто выходящих из строя деталей. Переключение МКПП осуществляется с помощью рычага, который располагается по правую руку водителя в центре салона. Он находится либо на крыше коробки, либо соединяется с ней через специальный удлинитель. Второй тип рычага является наиболее предпочтительным, так как не передает вибрацию от двигателя и располагается в удобном для водителя положении.

Для того, чтобы эффективно и долго управлять автомобилем, необходимо понимать основные принципы переключения передач:

• Включать передачу можно только после того, как педаль сцепления будет полностью выжата. Очень важно до конца нажимать на нее, в ином случае сцепление очень быстро износится и его будет необходимо заменить.
• Переводить рычаг из одного положения в другое нужно плавно, без резких движений. В процессе вы почувствуете небольшое сопротивление, ведь в этот момент под капотом вашего автомобиля происходят сложные соединения разных деталей в редукторе. Если переключение с передачи на передачу будет идти с трудом, или в процессе вы услышите скрежет, то выжмите сцепление и включите нейтральную передачу – скорее всего вы либо недостаточно нажали на левую педаль, либо в вашей машине есть какие-то неполадки.

Больше рычагов — лучше

Водители привыкли к стандартным КПП с одним «органом контроля», который нужно ставить в определённую позицию. Но в мире существуют и трёхрычажные и даже четырёхрычажные коробки передач!

Впервые такое устройство было выпущено компанией Lenco. Сфера применения у него была крайне узкой — их использовали стритрейсеры, которым нужны были очень быстрые и легкоуправляемые машины. Ну а компания Hurst позаимствовала идею для «гражданских» автомобилей.

@Drive2

Принцип работы таких устройств на самом деле прост. Как пример возьмём трёхрычажную коробку. Два рычага с двумя возможными положениями отвечают за переключение первой и второй передачи соответственно. Последний же позволяет сменить третью скорость на четвёртую.

Выглядит это потрясающе, да и управляется довольно просто. Но устройство гоночной версии немного другое. Здесь уже присутствует педаль сцепления, с помощью которой можно переключать передачи «вниз».

Характеристики механической трансмиссии

Правильное переключение передач дает ряд неоспоримых преимуществ: мощность и КПД автомобиля повышается, расход топлива снижается, а детали остаются в целости и сохранности. Умение подбирать правильную передачу для конкретной ситуации может заметно облегчить жизнь. Например, если вы едете в гору, ни в коем случае не стоит включать третью и, тем более, четвертую передачу. Скорее всего, автомобиль заглохнет где-нибудь на середине пути. А вот на первой или второй скорости вы без труда преодолеете подъем.

Уровень масла в трансмиссии

Многих водителей интересует уровень масла в МКПП – ведь именно оно отвечает за смазку деталей и их долговечность. Проверять этот показатель нужно каждые 10 тысяч километров. Сделать это можно либо в автомастерской, либо самостоятельно. Заехав на эстакаду или смотровую яму, необходимо осмотреть картер КПП. Для проверки уровня жидкости возьмите короткую палку или прут и посмотрите, достаточно ли масла в заливном отверстии. Если жидкость опустилась ниже его кромки, возьмите шприц для заливки и долейте трансмиссионное масло для нужной риски.

Эксплуатация

Замена масла (вовремя) и «правильное» переключение передач – действия, способные продлить срок эксплуатации механической коробки передач. Для этого требуется осуществлять контроль уровня масла. Переключать передачи за счет плавных движений. Выдерживать паузу в нейтральном режиме, что необходимо для полноценного срабатывания синхронизаторов.

Неисправности МКПП приводят к следующему:

• износ прокладок и сальников – подтекание масла;
• излишний шум – повреждение шестерней и подшипников, а также проблемы с синхронизаторами;
• затрудненная смена передач – выход из строя механизма переключения, синхронизирующих муфт, шестерней;
• произвольное выключение передач – сильный износ и синхронизаторов и шестерней.

Десять скоростей

Это устройство появилось в свободной продаже уже на заре семидесятых. Его обозвали Super Shift. Главной «фишкой» японского приспособления было наличие четырёх передач и двух режимов работы для каждого из них. Аналогичный набор был и для заднего хода. В сумме получалось целых десять возможных передач.

@Drive2

За их переключение отвечал дополнительный рычаг. Как правило, в городе водители пользовались стандартным режимом на низких скоростях. А вот за его пределами могли позволить себе переключиться. Привычная «четвёрка» при переключении превращалась в ускоренную с плюсом.

Преимущества и недостатки МКПП

Для наглядности положительные и отрицательные стороны механической коробки передач представим в виде сравнительной таблицы.

Преимущества Недостатки

Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП	Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД	Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции	Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание	Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью
Возможность буксировки автомобиля

Основные типы коробок передач

В настоящее время наиболее часто используемыми в автомобильной промышленности коробками передач являются:

• Механические коробки передач;
• Ступенчатые автоматические коробки передач;
• Ступенчатые полуавтоматические коробки;
• Бесступенчатые коробки передач.

На сегодняшний день существует множество подвидов каждой из трансмиссий. Поэтому любую из них можно также разделять по типу управления, количеству передач или другим параметрам. Ниже речь пойдет именно о механической трансмиссии.

Источник https://vector23.ru/informatsiya/poleznye-sovety/avtomat-ili-mekhanika

Источник https://www.autonews.ru/news/6163f68f9a794722a1b14ef7

Источник https://vmyatynnet.ru/korobka-peredach/vidy-korobok-avtomobilej.html