Какая коробка передач лучше: вариатор, механика, классика или робот?

В списке хаpaктеристик, учитываемых при покупке автомобиля, вопрос связки двигатель-трaнcмиссия один из основополагающих. Плюсы и минусы механики, вариатора, робота, классической АКПП – предмет не только личной симпатии, но и неутихающего в обществе автолюбителей спора. Давайте разберемся, какая коробка передач лучше для спокойного передвижения по городу, динамичной езды и бездорожья. Каждая из перечисленных трaнcмиссий имеет обусловленные конструктивными особенностями преимущества и недостатки,

Оглавление:

• Принцип работы МКПП
• В чем секрет надежности?
• АКПП с гидротрaнcформатором
• Все было бы хорошо, но…
• Чем хороши вариаторы?
• Стоит ли рисковать при покупке б/у авто?
• Роботизированная КПП
• Преселективные роботы с двумя сцеплениями
• Откуда столько хлопот?
• Какая коробка передач лучше?
• Как узнать, какая коробка передач стоит на авто?

Принцип работы МКПП

В МКПП крутящий момент от мотора через сцепление передается на первичный вал. Посредством косозубых шестерен первичный вал соединен с промежуточным и выходным валами. Для каждой из передач, кроме задней, на выходном валу устанавливается пара шестерен. Одна из шестерен жестко закреплена на валу, а вторая входит в зацепление с соответствующей шестерней промежуточного вала и имеет свободную посадку (вращается на подшипнике). При включении какой-либо из передач только одна пара шестерен находится в зацеплении с промежуточным валом и передает крутящий момент от двигателя на выходной вал трaнcмиссии.

Для плавного переключения в конструкции предусмотрены синхронизаторы. Перемещая рычаг КПП в салоне, водитель через вилку и шток передвигает скользящую муфту. Именно после замыкания муфтой пара шестерен на выходном валу жестко соединяются и начинают вращаться с одинаковой скоростью. Муфты незадействованных передач при этом разомкнуты, а шестерни со свободной посадкой вращаются от промежуточного вала вхолостую. Блокирующее кольцо уравнивает скорости вращения валов, делая замыкание шестерен плавным. В случае износа синхронизатора при переключениях можно услышать хаpaктерный хруст. Задний ход в МКПП включается посредством промежуточной шестерни и не требует установки синхронизатора.

Работа МКПП невозможно без сцепления, которое необходимо для временного размыкания ведомого диска от маховика двигателя. При выжатой педали сцепления крутящий момент от ДВС не передается на первичный вал трaнcмиссии.

В чем секрет надежности?

Из краткого описания устройство и принципа работы вы можете оценить, насколько просто устроена МКПП. Максимум металла и полное отсутствие электроники. Именно этим обусловлены ее основные преимущества:

• надежность;
• дешевизна производства. Комплектации с механической КПП будут дешевле аналогичных моделей с АКПП;
• экономичность, если сравнивать с классическими АКПП. В среднем авто на автомате потрeбляют на 1-2 л больше топлива;
• неприхотливость в обслуживании и ремонтопригодность. Рекомендованный интервал замены масла – 100 тыс.км, сцепление при должной эксплуатации способно пройти до 100-150 тыс. км. На современных авто хлопот может доставить лишь двухмассовые маховики, которые поголовно ставят в пару с дизельными ДВС и многими бензиновыми моторами;
• стойкость к нагрузкам. МКПП лучше всего справляются с ездой по бездорожью, перевозкой грузов.

Самый весомый недостаток – более утомительное движение по городу, связанное с частым выжимом педали сцепления. У людей с нестандартной комплектацией больше шансов столкнуться с неудобствами в эргономике. Часто тяжело совместить правильный угол изгиба рук в локтях, расстояние до ручки КПП, хорошую обзорность и удобное положения для выжима педали сцепления.

АКПП с гидротрaнcформатором

В основе АКПП лежит принцип работы планетарного редуктора. В МКПП смена передаточных чисел происходит за счет разного диаметра зацепленных шестерней. В АКПП аналогичный эффект достигается блокировкой входов планетарных механизмов. В планетарной передачи мы можем получить необходимую скорость вращения на выходе, задавая различные скорости коронной и солнечной шестерен. Стандартная планетарная передача может обеспечить 3 различные скорости вращения выходного вала и обратный ход. Для получения большего числа передач в АКПП комбинируются несколько планетарных механизмов.

Блокируются элементы планетарного механизма пакетами фрикционов. В незадействованном пакете фрикционов диски свободно вращаются относительно друг друга. Под действием давления масла, поступающего из гидроблока, диски прижимаются друг к другу – баpaбан и шестерня начинают вращаться как одно целое. На более старых моделях АКПП переход с 1 на 2 передачу осуществлялся тормозной лентой, а не пакетом фрикционов.

Аналогично сцеплению в МКПП, для передачи крутящего момента от маховика двигателя к первичному валу в АКПП применяется гидротрaнcформатор. Насосное колесо жестко соединено с маховиком, а турбинное с первичным валом АКПП. При вращении насосного колеса в нем создается вихревой поток трaнcмиссионного масла. Выталкиваемая центробежной силой жидкость ATF заставляет вращаться турбинное колесо. Реактор необходим для эффективного перераспределения жидкости и увеличения крутящего момента на турбинном колесе.

Недостаток такой конструкции в гидродинамических потерях на нагрев и сжимание трaнcмиссионного масла. Из-за механических потерь скорость турбинного колеса будет всегда меньше за скорость вращения насосной части. Чтобы минимизировать потерю крутящего момента, в конструкцию включают блокирующую муфту. При сжимании фрикционных дисков, турбинное колесо и маховик двигателя вращаются с одинаковой скоростью.

За перераспределение масла по магистралям АКПП отвечает гидроблок. Золотниками и клапанами, с помощью которых жидкость распределяется по каналам, управляет ЭБУ автоматической коробки передач.

Все было бы хорошо, но…

Гидротрaнcформаторные АКПП старого образца при своевременной замене масла способны проходить от 200-500 тыс. км. При этом их ремонт, ввиду простоты конструкции и широкой распространенности, также не вызывает проблем. Но производители современных авто вынуждены постепенно отказываться от АКПП такого типа. Все из-за ужесточения экологических норм и требований к уменьшению вредных выбросов.

Даже с увеличенным количеством ступеней и ранними блокировками гидротрaнcформатора АКПП проигрывают в эффективности роботам и вариаторам. При этом в скорости переключения новейшие образцы пpaктически ничем не уступают преселективным роботизированным КПП, чего нельзя сказать о старых автоматах. Переключались АКПП с большими задержками, отбирая секунды при разгоне и увеличивая расход топлива. К особенностям эксплуатации можно отнести проблемы с буксировкой и невозможность запустить авто с толкача. При грамотном использовании АКПП неплохо переносят бездорожье и перевозку грузов.

Если вы хотите от трaнcмиссии надежности и плавности хода, АКПП по-прежнему будет лучшим выбором для гражданской езды. К сожалению, купить новый автомобиль с традиционным автоматом в связке с хорошим двигателем становится все сложнее.

Чем хороши вариаторы?

Бесступенчатые трaнcмиссии (CVT) обеспечивают плавное изменение передаточных чисел. Наибольшее распространение получили клиноременные вариаторы с одной ременной передачей. Клиновидный ремень соединяет два шкива. Сдвижением и раздвижением стенок конических дисков достигается изменение диаметра шкивов. За счет плавного изменения передаточных чисел, водитель не ощущает смену передач.

В коробках CVT используются следующие виды сцепления:

• электромагнитное;
• многодисковое гидравлическое;
• центробежное автоматическое;
• гидротрaнcформатор.

Больше всего распространено мокрое многодисковое сцепление и гидротрасформатор, принцип работы которого мы рассмотрели выше. Именно вариаторы с гидротрaнcформатором самые надежные. До внедрения гидромуфты бесступенчатые коробки передач уже на небольших пробегах страдали растягиванием ремня и задирами на поверхности конусов. Для плавного переключения без пинков и задержек поверхности конусов должны быть идеально ровными. Поэтому вариаторы заслужили славу ненадежных агрегатов.

Внесение в конструкцию гидротрaнcформатора значительно снизило нагрузку на ремень и конусные диски. До момента блокировки гидромуфты рывки при резких стартах и пробуксовке ведущих колес демпфируются за счет проскальзывания насосного колеса относительного турбинного. Жидкость ATF гасит ударные нагрузки, благодаря чему значительно возрос ресурс ремней и конусных шкивов.

Стоит ли рисковать при покупке б/у авто?

Несмотря на все конструктивные улучшения, вариаторы по-прежнему крайне требовательны к обслуживанию и эксплуатации в морозное время года. Масло следует менять только на оригинальное, обязательно обнуление сервисного счетчика старения масла в ЭБУ коробки передач. В мороз первые 15-30 минут на авто с вариатором следует двигаться крайне аккуратно. Риск повреждения конусных дисков на непрогретой КПП очень высок.

Вариаторные коробки передач отлично работают в паре с любым двигателем. При поддержании невысокой скорости ЭБУ держит минимальные обороты, что обеспечивает топливную экономичность. Если же вам нужно динамично разогнаться, стрелка тахометра поднимется и зависнет в зоне максимальной эффективности двигателя. За счет бесступенчатого изменения передач крутящий момент постоянно передается на колеса. Усовершенствования конструкции вариаторных КПП позволило смелее использовать авто на легком бездорожье. Но по-прежнему CVT – это отличный вариант лишь для спокойной езды по городу и загородным трассам. При должном обслуживания многие вариаторы без проблем ходят 200-250 тыс. км.

Роботизированная КПП

Робот по внутреннему устройству наиболее близок к механической коробке передаче. Разница лишь в том, что вилку сцепления и шток переключения передач передвигает не водитель, а сервоприводы. В автоматическом режиме за питание электромоторов отвечает ЭБУ коробки передач. Ориентируясь на скорость авто, нагрузку на двигатель, сигналы системы ABS, ESP, блок выбирает наиболее подходящую ступень. В ручном режиме передачи сменяются по комaнде водителя, воздействующего на подрулевые лепестки либо селектор.

Главная проблема роботов – нерасторопность при переключении передач и невысокая надежность. ЭБУ не всегда может адекватно оценить сменяющиеся режимы движения и износ элементов КПП, из-за чего со временем неспешные переключения дополняются рывками, провалами и подергиваниями.

Для производителей авто робот – самый дешевый способ предложить покупателю автоматическую КПП. В настоящее время такими коробками передач оснащаются бюджетные автомобили. Выбор робота вполне оправдан, если вам необходим свежое, недорогое авто на автомате.

Преселективные роботы с двумя сцеплениями

От обычной роботизированной КПП преселективный робот выгодно отличает наличие двух сцеплений. Каждое соединено с отдельным первичным валом и отвечает только за смену четных либо нечетных ступеней. Можно сказать, что внутри корпуса в паре работают две механические коробки передач.

Когда автомобиль двигается на 3 передаче, подвижная муфта 4 передаче уже находится в зацеплении. Поэтому для перехода на высшую ступень достаточно отсоединить от маховика первичный вал нечетных скоростей и сразу же подсоединить вал четных ступеней. Благодаря этому передачи переключаются с минимальной потерей крутящего момента.

Для разъединения маховика ДВС от трaнcмиссии используется два типа конструкций:

• сухое комбинированное сцепление. В одном корпусе соединены две корзины сцепления. Как и на роботизированной коробке с одним сцеплением, вилку выжимного подшипника передвигает сервопривод;
• мокрое сцепление. Работа стальных и фрикционных дисков полностью повторяет принцип работы пакетов фрикционов АКПП гидротрaнcформаторного типа.

Откуда столько хлопот?

Преселективные роботы Power Shift в свое время удивили малым ресурсом сцепления, потеющими сальниками, рывками и полным отказом уже на небольших пробегах. С еще большими проблемами столкнулись владельцы авто с DSG 6 (DQ250). ЭБУ коробок с сухим сцеплением в городском режиме перегревались, а сцепление редко выхаживало больше 50 тыс. км. С выходом DSG 7 (DQ 200, DQ500), на котором уже установлено мокрое сцепление, ситуация значительно исправилась. Но владельцы по-прежнему не застрахованы от проблем с износом сцепления, пинков и задержек при переключениях.

Преселективные КПП создавались для молниеносного переключения без потери динамики разгона. Собственно, в гражданский трaнcпорт разработка перекочевала из автогонок. Но проблема в том, что даже мокрое сцепление не способно выдерживать постоянные толкания в пробках. Для незаметных переключений и старта с места без рывков фрикционные диски должны сжиматься плавно.

Со временем из-за высокой температурной нагрузки стальные диски немного деформируются. Поэтому даже в разомкнутом состоянии диски соприкасаются. В режимах долгого проскальзывания фрикционных дисков, частых стартах и остановках, а именно это происходит в пробках, пакеты перегреваются. Пыльная взвесь и клей фрикционных дисков смываются маслом, после чего циркулируют по системе, забивая каналы мехатроника. Продукты износа фрикционных накладок выступают в качестве абразива, повреждая электромагнитные клапаны и их посадочные места.

Добавьте к этому частый перегрев и быстрое старение жидкости ATF и вы получите целый букет проблем уже на небольшом пробеге. Именно таковую цену приходится платить владельцам за быстрое и плавное переключение скоростей.

Какая коробка передач лучше?

Хотите простую, надежную трaнcмиссию и вас не смущает дополнительная работа со сцеплением и ручкой КПП – берите механику. Желаете больше комфорта за небольшие деньги, ваш выбор – простейшая роботизированная КПП. Хотите ресурсную и при этом комфортную трaнcмиссию – берите классический автомат. При бережной эксплуатации в городской черте и небольших пробегах вариатор также не доставит хлопот. Ну а если вы любите получать удовольствие от динамичной езды, готовы мириться с конструктивными особенностями или хотите автомобиль выходного дня, покупайте авто с преселективным роботом.

Помните, что нет общего понятия надежности вариатора, робота или АКПП. Есть конкретные удачные и неудачные экземпляры, а поэтому работающие по одному и тому же принципу модели коробок передач с пробегом могут вести себя по-разному. Перед покупкой изучите опыт владельцев авто с выбранной коробкой передач, по возможности исследуйте историю обслуживания выбранного б/у автомобиля.

Как узнать, какая коробка передач стоит на авто?

Третья педаль на авто с МКПП говорит сама за себя. В случае с АКПП быстро определить модель можно 2 способами:

• посмотреть комплектацию авто по VIN-code;
• узнать по двигателю и году выпуска автомобили. Перечень связок мотор-трaнcмиссия у большинства производителей ограничен. Поэтому тот или иной тип КПП часто можно встретить лишь с конкретным мотором.