Коробки передач: какие они бывают и чем на самом деле отличаются

Коробки передач: какие они бывают и чем на самом деле отличаются

Небольшой ликбез: разбираемся с видами коробок передач. Какие они бывают и в чём между ними разница? Да, на самом деле на автомобилях используется всего три вида коробок: механическая, роботизированная, автоматическая. Но и здесь есть свои нюансы.

Зачем нужны коробки передач и как они устроены

На всякий случай напомним. Коробки передач необходимы для изменения частоты вращения и крутящего момента, передаваемого от двигателя на колёса автомобиля. Если говорить совсем просто, коробка изменяет тягу машины. Для этого в ней используются шестерёнки с разным числом зубьев. В зависимости от того, через какую пару шестерен передаётся усилие от двигателя, разнится и крутящий момент на колёсах. Существуют, впрочем, так называемые вариаторы, в которых никаких шестерёнок нет, и передаточное соотношение изменяется другим способом, но о них у нас есть отдельная статья.

При трогании с места необходимо приложить значительное усилие. На первой передаче тяга получается большой, как и ускорение. Но максимальная скорость вращения колёс – невелика. Поэтому через какое-то время включается другая передача, где тяга меньше, но скорость может быть выше. Кроме того, коробки передач оснащаются передачей заднего хода. Чтобы переключить передачу, необходимо временно «разъединить» двигатель и коробку. Для этого служат специальные узлы – либо сцепление, либо, в случае с «автоматом» – гидротрансформатор.

Помимо уже упомянутых вариаторов, в автомобилях используются три вида коробок: механическая, роботизированная и автоматическая. Сам по себе принцип действия у них одинаков: везде используются всё те же шестерёнки. А вот управляются коробки по-разному.

Механическая коробка передач

Да, в настоящее время большинство автомобилей имеют более современные коробки. Есть данные, что даже в России машин с «механикой» сейчас лишь около 30%, а в Западных странах это число гораздо меньше.Но, тем не менее, мы начнём с самого простого, то есть, именно с механических коробок.

Механическая (она же «ручная») коробка управляется непосредственно водителем. В нужный момент человек сам переключает передачи. Для этого используется рычаг, соединённый с коробкой специальными тягами. Чтобы переключить передачу, необходимо выжать педаль сцепления. При этом в самом сцеплении разъединяются две детали, вследствие чего «связь» между мотором и коробкой прекращается. Чтобы тронуться с места на «механике», педаль сцепления нужно отпускать очень плавно, иначе машина просто заглохнет.

На практике езда с «механикой», подразумевающая постоянную работу рычагом коробки и педалью сцепления – удовольствие сомнительное, особенно в пробках. Единственные плюсы механической коробки передач – это её дешевизна и простота устройства, то есть, теоретически более высокая надёжность. Правда, в сцеплении требуется периодически заменять трущиеся друг об друга детали (в гидротрансформаторах такой проблемы нет), да и стоят машины с «автоматами» ненамного дороже таких же с «механикой» (а многие модели давно уже с «ручками» не производятся вообще). В настоящее время механические коробки нужны разве что на ралли и кроссах – в основном, из-за наличия этой самой педали сцепления, которая очень полезна гонщику во время управляемых заносов. Но для обычных автовладельцев механическая коробка в реальности никаких преимуществ не имеет. Да, иногда бывает полезным самому выбрать нужную передачу, в частности, при торможении двигателем во время движения на крутом спуске, только вот и «роботы», и «автоматы» давно уже позволяют человеку при желании делать это самостоятельно.

Роботизированные коробки

Роботизированная коробка – это та же «механика», только управляемая не водителем, а электроникой. Как и в случае с «автоматом», при начале движения человек с помощью селектора лишь выбирает направление (вперёд или назад), а дальше всё происходит «само».

«Роботы», как и современные «автоматы» при необходимости позволяют водителю самому переключать передачи, при этом, выбор осуществляется покачиванием селектора вперёд или назад. Многие автомобили также оснащаются подрулевыми лепестками для ручного выбора передачи. Педали сцепления у «робота» нет, и этот узел полностью управляется электроникой. Теоретически ручное переключение передач может быть полезно во время обгонов и вообще при быстрой езде. На практике современные коробки вполне справляются с такими задачами и без помощи водителя, по крайней мере, если речь идёт не о гоночном треке.

В настоящее время гоночные болиды, как правило, оснащаются именно роботизированными коробками. В отличие от ралли, на «асфальтовых» автогонках педаль сцепления не нужна, а переключаются «роботы» быстрее, чем другие коробки передач.

Надёжность «роботов» – предмет очень спорный. Ещё не так давно существовало довольно много нареканий – как к надёжности, так и к стоимости их ремонта. Но в настоящее время многие производители недостатки своих «роботов» устранили.

Автоматические коробки

Для водителя езда на «автомате» практически не отличается от езды на «роботе». На самом деле разница между ними даже не самих коробках, а в способе «связи» их с двигателем.

Как и с «роботом», с «автоматом» водитель может выбирать передачу вручную, если посчитает это нужным. Педаль сцепления у машины с автоматической коробкой, разумеется, отсутствует ведь нет и самого сцепления как такового.

Как уже было отмечено, вместо сцепления здесь используется гидротрансформатор. Внутри него присутствуют насос, приводимый в действие двигателем, жидкость, которая передаёт вращение дальше, и турбина, соединённая с коробкой. Насос нагнетает давление в жидкости, которая давит на турбину и приводит её в движение. Непонятно? Представьте себе два вентилятора, стоящих рядом с другом. Один из них включается, воздух начинает поступать на другой, и от этого движения воздуха второй (выключенный) тоже вращается. В гидротрансформаторе всё сложнее, но смысл примерно тот же, только вместо воздуха используется жидкость.

На самом деле между насосом и турбиной есть ещё одна деталь: так называемый статор. Он позволяет несколько изменять режим работы и управлять (в некоторой степени) крутящим моментом. Связь между мотором и коробкой в данном случае не «жёсткая», через детали сцепления, которые касаются друг друга, а «мягкая», через жидкость. Поэтому работает всё очень плавно. Гидротрансформатор позволяет стоять на месте с включенной передачей (это происходит, когда машина удерживается педалью тормоза). А ещё возможность изменять крутящий момент в гидротрансформаторе полезна на бездорожье.

В общем и целом, для повседневной езды классический автомат будет, вероятно, самым лучшим выбором. Хотя в последние годы всё более популярными становятся «роботы»: в основном, из-за быстрых переключений.