Основные достоинства и недостатки АКПП

Сравнение МКПП и АКПП

Прогресс требует от человека быть мобильным, причем это касается людей, которые раньше не могли подумать о том, что станут автомобилистами. Автомобиль давно перестал быть роскошью, сейчас всем нужны автомобили, чтобы жить в ногу с прогрессом. Но что делать, если обучение вождению довольно сложный процесс, особенно для людей которые далеки от механики и технологий. Умное человечество нашло выход из этой ситуации начав упрощать и совершенствовать процесс вождения автомобиля. Одним из таких новшеств было изобретение автоматической коробки передач. В этой статье будут рассмотрены преимуществ а и недостатки автоматической и механической коробок переключения передач, а также будут подробно описаны оба вида трансмиссий, опыт эксплуатации и советы по выбору. Надеемся эта статья поможет вам сделать верный выбор между механической и автоматической коробками передач.

На западе автомобили с автоматическими коробками передач занимают до 90% от всего количества автомобилей. Производители западных стран осознали, что при упрощении эксплуатации автомобилей возрастет количество их покупателей.

Шуточная картинка о том, какую коробку переключения передач выбрать

В России ситуация немного иная, автоматические трансмиссии до недавнего времени были редкостью. Но сейчас все кардинально меняется, в больших городах нужно быстро передвигаться, и постоянно быть на чеку в связи с густотой транспортного потока. Все это приводит к популярности автоматических коробок передач.

Отличия коробок передач

Механическая коробка переключения передач (сокращенно МКПП или в народе «механика») это многоступенчатый цилиндрический редуктор с возможностью ручного переключения передач. Эта коробка состоит из вала с жестко насаженным комплектом шестерён и вала, со свободно вращающимися шестернями, и могут фиксироваться блокирующимися механизмами после, уравновешивания синхронизаторами скорости вращения соответствующих пар шестерён. Для разгрузки механизма коробки в момент переключения используется простое однодисковое сцепление. По количеству передач существуют от четырех- до семи- ступенчатые коробки и больше.

Механическая коробка передач требует от водителя намного большего опыта управления автомобилем, но и возможности механической трансмиссии больше. Главные преимущества механической коробки передач являются простота конструкции, надежность, возможность ручного управления во всех режимах движения. Механическая коробка передач в отличие от автоматической – самая простая разновидность, которая предъявляет максимальные требования от водителя. Но умелый пользователь может добиться максимальной скорости, быстрого разгона и меньшего расхода топлива. Крутящий момент, который передаётся МКПП без потерь на проскальзывание, благодаря жесткой связи между двигателем и колёсами. В этом основные отличия между АКПП от МКПП.

Рычаг механической коробки переключения передач

Преимущества и недостатки механической трансмиссии

Преимущества МКПП:

минимальные потери при передаче энергии вращения двигателя к ведущим колесам;
простота ремонта и обслуживания;
меньшая масса по сравнению с автоматической коробкой передач;
наименьшая стоимость изготовления;
высший КПД по сравнению с гидромеханической трансмиссией;
отсутствие необходимости в системе охлаждения в отличие от АКПП;
высокая надежность (срок службы МКПП и автомобиля в целом, приблизительно одинаковы, только сцепление требует относительно частой замены);
доступность и дешевизна запчастей и расходных материалов;
шире диапазон возможностей вождения автомобиля;
возможность запуска автомобиля «с наката»;
возможность буксировки на любые расстояния.

Простота и надежность конструкции механической трансмиссии дает возможность экономить на ремонте, проводя его самостоятельно.

Недостатки механической коробки передач также весьма существенны:

сложность выбора оптимальной передачи для новичка;
риск перегрузки трансмиссии и двигателя;
в отличие от АКПП в МКПП ниже уровень комфорта при вождении;
невозможность плавного изменения передаточного отношения.

Существенный недостаток механической коробки необходимость водителю постоянно производить ряд физических действий, таких как выжимание сцепления и манипуляции с рычагом переключения передач. Что особенно утомительно при движении в условиях большого города с огромным количеством перекрестков, длинными пробками и постоянной сменой циклов старта и торможения машины. Водитель автомобиля с механической трансмиссией имеет дополнительную ответственность, которая связана с необходимостью постоянно контролировать число оборотов коленчатого вала – МКПП дает возможность повысить обороты до максимума. Нужно знать идеальные режимы работы двигателя и правильные соотношения скорости и выбранной передачи. Водитель, который умеет водить автомобиль с МКПП легко приспособиться к автоматической коробке передач. Для приобретения навыков вождения автомобиля с механической коробкой переключения передач потребуется определенное время. Также существует прямая зависимость стиля вождения от коробки передач. Вот и все основные преимущества и недостатки механической коробки передач.

Автоматическая коробка переключения передач являет собой агрегат передачи крутящего момента от двигателя к колесам, посредством гидротрансформатора и планетарных шестерен. Очень лёгкая в использовании, не требует ручного переключения передач и выжимания педали сцепления (педаль сцепления отсутствует). Уступает механической по эффективности, в связи с отсутствием постоянной связи двигателя и колес.

Немалый расход топлива и меньшая максимальная скорость вместе с высокой стоимостью это есть те недостатки, с которыми нужно мириться за удобства, присущие «автомату». Причиной этого гидротрансформатор (два лопастных колеса в масляной ванне), которые устанавливаются вместо классического сцепления, этот гидротрансформатор позволяет двигателю работать при заторможенных колёсах, а также обеспечивает плавный старт с места и легкое почти незаметное переключение передач. Именно проскальзывание этих лопастных колес относительно друг друга снижает КПД силового агрегата. Производители автоматических коробок переключения передач дополняют конструкцию возможностью блокировки гидротрансформатора на высоких оборотах и на третьей-четвёртой передачах.

Количество автомобилей, которые комплектуются автоматическими коробками передач, постоянно растет. Обычный автомобилист не особо интересуется устройством автоматической коробки передач. Автомобиль с автоматической трансмиссией имеет две педали (акселератор и тормоз). Классическая АКПП имеет минимум три положения рычага: D (drive) – движение вперёд, R (reverse) – задний ход, P (parking) – стоянка.

Рычаг автоматической коробки переключения передач

Здесь надо сказать, что есть несколько видов автоматических трансмиссий. Основные из них это «классическая» АКПП, вариатор и роботизированная «механика». Коротко опишем их.

Читать еще: Nissan Skyline GC111

Классический «автомат» (прямая связь двигателя и колес отсутствует, крутящий момент передается через рабочую жидкость, многодисковое сцепление, повышенный расход топлива).

Вариатор (плавно изменяет крутящий момент, постоянно снимает с двигателя максимальную мощность, экономия топлива, меньший вес по сравнению с «классической» АКПП).

Роботизированная «механика» (по строению «механика», а по управлению — «автомат»; небольшой вес; невысокая стоимость и экономичность; дороговизна производства).

Отличия коробок передач весьма существенны. Нужно тщательно изучить преимущества и недостатки типов коробок передач.

Преимущества и недостатки автоматической трансмиссии

Достоинства автоматических коробок передач (АКПП):

легкость и комфортность управления в любых режимах движения (особенно для начинающих водителей);
оптимальный режим работы двигателя, отсюда отсутствие возможности перегрузки двигателя;
быстрота привыкания к стилю вождения.

Главные недостатки АКПП:

больший расход топлива автомобиля с автоматической трансмиссией по сравнению с автомобилем оборудованным МКПП;
динамика разгона автомобиля с АКПП хуже чем с МКПП;
потеря мощности;
невозможность торможения двигателем;
высокая стоимость обслуживания;
сложность конструкции;
медленное переключение передач;
сложность внедорожной эксплуатации;
абсолютно невозможно починить автоматическую трансмиссию самостоятельно;
транспортировка только эвакуатором;
чувственность к неровностям дороги.

При поломке автоматической коробки передач нужно будет обязательно обращаться в автосервис и скорее всего придется покупать новый агрегат. Стоимость запчастей высокая и они достаточно дефицитные. Сам агрегат АКПП тоже намного дороже механической трансмиссии.

В отличие от механической коробки передач где опытный водитель может регулировать потребление количества топлива, в автоматической коробке программа определяет потребление горючего.

Сложность конструкции подвергает риску поломки АКПП. Новейшие автоматические коробки переключения передач хотя и отличаются надежностью, все же не настолько надежные как механические трансмиссии.

Огромная пробка в городе

В большом городе автоматическая коробка передач просто незаменима. При частых остановках, долгих пробках, коробка без элементов сцепления работает плавно. Разработанный инженерами алгоритм переключения скоростей сделает Вашу езду по мегаполису максимально комфортной.

Как рекомендуют опытные водители автоматическая коробка передач подойдет неопытным автомобилистам и женщинам.

Мы описали основные отличия АКПП от МКПП и теперь можно сделать некоторые выводы о эксплуатации коробок передач. При эксплуатации автомобиля с автоматической коробкой переключения передач нужно быть более внимательным к количеству топлива в баке, так как расход топлива автомобиля с АКПП будет больше. Это особенно важно при дальних поездках. Помнить нужно также о том, что динамика автомобиля с автоматической трансмиссией ниже, чем у автомобиля с МКПП. Из этого следует что обгон и быстрая езда будут сложными для такого типа трансмиссии. Вы же вольны выбирать, какой автомобиль купить, с автоматической коробкой передач или с механической, но с большой долей вероятности можно сказать следующее, в скором времени механические коробки переключения передач вымрут как класс. Останутся только АКПП и роботизированные МКПП.

Коробка передач. Сравнение трансмиссий, плюсы и минусы

Что такое коробка передач (трансмиссия) и для чего она нужна.

Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач – это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.

Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.

С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.

Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:

1. Механическая коробка переключения передач

2. Автоматическая коробка переключения передач

3. Роботизированная коробка переключения передач

4. Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач

Разберем подробнее каждый тип коробки.

Механическая коробка передач (Механика, МКПП)

Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.

История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.

Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.

Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.

Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.

· Простая и надежная конструкция

· Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья

· Движение в экономичном режиме

Читать еще: Атмосферный или турбированный двигатель — какой лучше?
· Неудобство управления в сложном городском режиме

Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)

Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.

Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.

Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента – это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.

Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.

Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.

Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.

Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.

· Комфорт и удобство управления

· Способность менять передачи при полной мощности двигателя

· Плавность хода во время переключения передач

· Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи

· Стоимость и периодичность обслуживания

· Больший расход топлива

· Меньшая динамика автомобиля

Роботизированные коробки передач (Роботы)

Роботизированная коробка передач – это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.

Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.

В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.

Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.

Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.

В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:

· С мокрым сцеплением – используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.

· С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.

· Плавность переключения и хода

· Экономичный расход топлива

· Возможность выбора режима работы трансмиссии

· Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям

Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)

Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.

К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.

Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.

Читать еще: Toyota Highlander III 2014
Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.

Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT – это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем – сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.

· Переключение передач происходит незаметно, без рывков

· Экономичный расход топлива

· Несовместимость с мощными моторами

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Большое количество датчиков влияющих на работу CVT

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке

Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.

Преимущества и недостатки АКПП

Выбирая автомобиль на покупку или в прокат, большинство людей терзает весьма насущный вопрос – а какую же коробку передач предпочесть? И многие из них считают за лучшее коробку автомат, да и многие автопроизводители оснащают свои новые транспортные средства именно «автоматами».

Механизм действия АКПП

Принцип работы заключается в дальнейшем:

Раскручивание двигателя осуществляется посредством маховика, на котором зафиксирована ведущая турбина. Именно она приводит к вихреобразному движению эксплуатационную жидкость, которая с помощью трения и вязкости запускает ведомую турбину. А поскольку отсутствует жесткая механическая связь, это позволяет им вращаться с разнообразной частотой.

Основное усилие распространяется на первичный вал автомата, где посредством системы шестеренок изменяется передаточное число. За счет фрикционных муфт активируются все необходимые секции, которые обеспечивают оптимальный режим функционирования двигателя. Чтобы снизить рывки и ударные нагрузки в авто, используются обгонные муфты.

Гидравлическая система (состоит из кольцевого исполнительного цилиндра) управляет работой фрикционов. Посредством гидропривода сжимается фрикционный пакет, который активизирует секцию из шестеренок.

Давление масла создается посредством специального гидронасоса. Золотникам, перемещение которых осуществляется посредством соленоидов, принадлежит роль управления гидроприводами. Если же речь идет о классической автоматической коробке передач, то у соленоидов присутствует гидравлический привод. В подобной вариации управление совершается посредством акселератора и центробежного регулятора давления.

Сами передачи переключаются за счет кнопок либо селектора. Шофер выбирает определенный рабочий режим коробки, затем активизируется программа. Посредством соленоидов открываются необходимые клапаны и осуществляется передача крутящегося момента непосредственно от самого двигателя авто к трансмиссии.

Основные плюсы АКПП

И вот основные преимущества «автомата»:

Комфортно управлять своим авто. Это позволяет шоферу целиком и полностью сфокусироваться на управлении автомобилем. АКПП очень нравится начинающим водителям и, конечно же, прекрасным барышням, поскольку нет никакой нужды систематично думать о переключении передачи и фокусироваться на рычаге. В конечном итоге, никому не приходится отвлекаться и утомляться.

В разы повышается безопасность движения. Водитель не отвлекается на переключение скоростного режима, сосредоточен полностью на дороге, следовательно, риск возникновения аварийной ситуации в разы минимизируется.

Комфортабельность передвижения. Начинающие водители прекрасно знают, как тяжело тронуться на авто с «механикой». А вот у АКПП такая проблематика полностью отсутствует. На автомашине с «автоматом» вы будете останавливаться и трогаться очень плавно.

Понижается износостойкость мотора. АКПП не допустит наступления перегрузки как ходовой части, так и силовой установки вследствие ошибки шофера. В результате возрастает эксплуатационный срок двигателя, а также минимизируется риск дорогостоящего ремонта.

Пассивная безопасность. Авто с АКПП вы не сможете завести, если рычаг будет находиться в положении, отличающемся от «N» или «Р». Разумеется, это не допустит «прыжка» транспортного средства назад либо вперед.

Наилучшая проходимость машины. За счет специальных программ возрастает проходимость авто по снежной и песчаной поверхности.

Как видно, АКПП обладает целым рядом плюсов. Но все же она не так идеально и этот механизм имеет свои слабые стороны.

Минусы АКПП

К ключевым недостаткам можно отнести:

Ценовой сегмент машины. Автомобиль с «автоматом» будет стоит дороже машины с «механикой».

Высокий топливный расход. При городской езде авто с «автоматом» будет расходовать на 15% больше бензина, чем машина с «механикой».

АКПП запрашивает более тщательный уход. В частности, это касается замены масла, а также масляного фильтра. Если же пренебрегать этой мерой, составные части коробки начнут быстро изнашиваться и это повлечет за собой дорогостоящие ремонтные работы.

Ремонт «автомата» обойдется в копеечку. Это весьма сложный механизм, так что для проведения ремонтных работ необходимы высококвалифицированные специалисты, а также специальная оснастка.

Низкий КПД.

Невозможно завести авто «с толчка», если разрядилась аккумуляторная батарея.

Автомобиль с АКПП весит больше, чем с «механикой».

Авто с АКПП подойдет тем водителям, для которых комфорт превыше всего. Ведь такая машина характеризуется высочайшей надежностью, а если ухаживать за ней надлежащим образом и грамотно управлять, то она будет служить вам на протяжении длительного времени.