Přestože oba tyto typy převodovek pamatují úsvit automobilového průmyslu, otázka v nadpisu je stále aktuální. Ve skutečnosti na to není možné dát jasnou odpověď - stačí znát vlastnosti každého designu, abyste mohli korelovat klady a zápory. Samozřejmě se nedotýkáme extrémních aplikací automobilů: například je nepravděpodobné, že budete moci vidět dragster třídy Top Fuel bez dvoustupňového automatu nebo jeeper „kotlet“ bez mechaniky, ale zde je celé auto postaveno pro konkrétní účel.
Mechanické převodovky: klady a zápory
Historicky jde o nejstarší typ převodovky vůbec, vícestupňové převodovky byly vynalezeny ještě před nástupem automobilů jako takových. Klasické uspořádání manuální převodovky, které prošlo určitým vývojem a vyřadilo všechny neživotaschopné nápady, se několik desetiletí nezměnilo.
Základem manuální převodovky jsou dva hřídele s ozubenými koly: primární spojený s motorem přes spojku nebo jako exotická možnost přes měnič točivého momentu (o nich níže) a sekundární spojený s diferenciálem nebo kardanem, v závislosti na zvoleném pohonu. Zásadní rozdíl mezi hřídeli je v tom, že na primární hřídeli jsou všechna ozubená kola pevně upevněna a na sekundárním hřídeli se volně otáčejí. Při zvolení určitého převodového stupně je jedno z převodových stupňů spojeno se spojkou, která je pevně spojena se sekundární hřídelí, zbytek se dále volně otáčí.
Ze zjevné jednoduchosti takového řešení vyplývá i hlavní nedostatek takové převodovky: v okamžiku řazení musí spojka otáčející se stejnou rychlostí jako výstupní hřídel zabírat s převodem, jehož otáčky mohou být zcela odlišné. Tuhost řazení lze tedy překonat buď jasným vyrovnáním rychlostí převodových stupňů, to znamená řazením při přesně definovaných otáčkách, nebo zavedením přídavné jednotky - synchronizátoru, který pomáhá vyrovnat rychlosti převodů až do zařazení převodového stupně.
Kvůli pohodlí musí mít alespoň všechny dopředné rychlosti u osobních aut synchronizátory, ty jsou ale jedním z nejslabších míst manuální převodovky. Ne nadarmo na těžkých amerických náklaďácích, kde jen pasová životnost převodovky je milion mil, nejsou v mechanických skříních žádné synchronizátory: nevyhnutelně se opotřebovávají, takže řazení je stále obtížnější.
Video: 5 věcí, které NIKDY nedělat s manuální převodovkou!
Výhody manuální převodovky jsou však zřejmé:
- Za prvé, minimum převodových vazeb mezi motorem a koly poskytuje vozům „mechaniku“ vysokou účinnost.
- Za druhé, i v případě poruchy lze manuální převodovku snadno vyřešit: není těžké porozumět její struktuře.
- Přidejte k tomu snadnost změny převodových poměrů (ke změně stačí jen pár převodů), schopnost jezdit na nekvalitní olej a toleranci k hrubému zacházení: dobře navrženou manuální převodovku je velmi obtížné „zabít“. A zároveň jsou manuální převodovky nejlevnější, díky čemuž je volba převodovky v segmentu rozpočtu zcela bezkonkurenční.
Automatické převodovky
Hydromechanika
Když mluvíme o „automatickém“, máme na mysli obvykle hydromechanickou planetovou převodovku – nejstarší typ automobilového „automatu“ pochází ze 30. let. Takové převody jsou založeny na vlastnosti planetové převodovky měnit svůj převodový poměr, když je jeden z jejích prvků (centrální kolo, pastorek nebo hnané kolo) brzděn. Protože všechny převodové stupně zůstávají v konstantním záběru, převodový poměr se mění hladce a bez otřesů - proto se automatické převodovky začaly aktivně vyvíjet v těch dnech, kdy „mechanika“ neměla synchronizátory a vyžadovala značnou zručnost při manipulaci s „pokerovým“ řazením a spojkou.
Z principu fungování planetové převodovky je zřejmé, že z ní lze získat pouze tři převodové poměry - není bez důvodu, že všechny „automatické stroje“ byly velmi dlouho třístupňové. Ve skutečnosti se převodový poměr při každé rychlosti v autech měnil více. Jak to? Faktem je, že pro spojení skříně s motorem bez spojky byl použit měnič točivého momentu - zařízení dvou kol (vynucení a turbína), uzavřených v objemu oleje. Takový mechanismus umožňuje otáčení turbínového kola nižší rychlostí, než jsou otáčky dmychadla, tedy ve skutečnosti se otáčky měnily ještě před třístupňovou převodovkou.
Video: Automatické nebo mechanické. Co je lepší, pro a proti. Prostě komplexně
Selektivní brzdění a napojení na výstupní hřídel převodovky té či oné sestavy planetového soukolí provádí soustava třecích spojek a brzdových pásů - u starých automatických převodovek byly ovládány čistě mechanicky, nyní je tlak oleje v pohonech rozdělován ventily ovládanými jejich regulátorem. Ale podstata hydromechanické převodovky, i když nyní přijímá až 8 kroků, zůstává stejná: bohužel se nelze vyhnout vysokým ztrátám v měniči točivého momentu a spotřeba paliva s takovou skříní bude vyšší než u mechaniky.
Samotný mechanismus je velmi náročný na kvalitu a množství oleje - i odchylka viskozity je již schopna narušit činnost kontrolních mechanismů, což mnohým způsobuje známé „šoky“ a „přemýšlivost“. To neznamená nespolehlivost automatických převodovek: s náležitou péčí jsou schopny prokázat obrovský zdroj. Ale pohodlí takového boxu je zřejmé, zejména v městských dopravních zácpách, a zavedení dalších stupňů a nuceného blokování měniče točivého momentu umožňuje přiblížit jejich účinnost „mechanice“. Jasnou kontraindikací pro hydromechanické automatické stroje je drsný provoz (agresivní jízda, off-road) - pokud přehřátí nebo neustálé přetáčení (tam a zpět bez pauzy mezi zapnutím) nejsou pro manuální převodovky hrozné, pak se „automatický“ v takových podmínkách bude muset připravit na urychlenou výměnu třecích spojek a brzdových pásů.
robotické boxy
Pokusy o automatizaci řazení u manuálních převodovek byly činěny již dlouho, ale všechny narážely na jedno úskalí: pokud mohly spojky a řemeny automatické převodovky ovládat nízkovýkonové a pomalé hydraulické pohony, pak manuální převodovky potřebovaly vysokorychlostní pohony. Skutečně funkční konstrukce se proto na trhu objevily až v 90. letech a v podstatě šlo o obyčejné „mechaniky“, kde výkonné elektromagnety ovládaly spojky řazení a pohon spojky.
Bohužel, právě tito „roboti“ zkazili reputaci nápadu: „promyšlenost“ a hrboly při řazení postupovaly až časem, protože vypínací mechanismus spojky se nedokázal dostatečně přizpůsobit opotřebení jejích kotoučů. K tomu se přidaly pravidelné problémy se samotnými solenoidy.
Pouze předselektivní boxy DSG dokázaly situaci nějak napravit - v nich byl zařazen další rychlostní stupeň před vypnutím současného a dvě spojky pracovaly současně: první zlomila točivý moment aktuálního rychlostního stupně, druhá spojila další. Komfortem a rychlostí se takové boxy již mohly srovnávat s „mechanikou“, ale komplexností již dohnaly hydromechanické stroje. Problémy se spolehlivostí zůstaly metlou „robotů“ dodnes.
