Choć oba te typy skrzyń biegów pamiętają początki motoryzacji, pytanie zadane w tytule jest nadal aktualne. W rzeczywistości nie da się na to jednoznacznie odpowiedzieć - wystarczy znać cechy każdego projektu, aby samemu skorelować zalety i wady. Oczywiście nie dotykamy ekstremalnych zastosowań samochodów: na przykład jest mało prawdopodobne, aby można było zobaczyć dragster klasy Top Fuel bez dwubiegowego automatu lub jeeper „kotlet” bez mechaniki, ale tutaj całość samochód jest budowany w określonym celu.
Przekładnie mechaniczne: zalety i wady
Historycznie jest to ogólnie najstarszy typ przekładni, wielostopniowe skrzynie biegów zostały wynalezione jeszcze przed pojawieniem się samochodów jako takich. Po przejściu pewnej ewolucji i wyeliminowaniu wszystkich nieopłacalnych pomysłów, klasyczny układ ręcznej skrzyni biegów nie zmienił się od kilku dziesięcioleci.
Podstawą manualnej skrzyni biegów są dwa wały z nałożonymi na nie zębatkami: pierwotna połączona z silnikiem poprzez sprzęgło lub egzotyczną opcję poprzez hydrokinetyk (o nich poniżej), oraz wtórna połączona z mechanizmem różnicowym lub wał kardana, w zależności od wybranego napędu. Podstawowa różnica między wałami polega na tym, że na wale głównym wszystkie koła zębate są sztywno zamocowane, a na wale wtórnym obracają się swobodnie. Po wybraniu określonego biegu jedno z kół zębatych jest połączone ze sprzęgłem, które jest sztywno połączone z wałem pomocniczym, pozostałe nadal obracają się swobodnie.
Z oczywistej prostoty takiego rozwiązania wynika również główna wada takiej przekładni: w momencie zmiany biegu sprzęgło obracające się z tą samą prędkością co wał wyjściowy musi zazębiać się z kołem zębatym, którego prędkość może być całkowicie różny. Dlatego sztywność zmiany biegów można przezwyciężyć albo poprzez wyraźne wyrównanie prędkości kół zębatych, to znaczy poprzez zmianę biegów przy ściśle określonych obrotach, albo poprzez wprowadzenie dodatkowej jednostki - synchronizatora, który pomaga wyrównać prędkości biegów, aż bieg zostanie włączony.
Ze względu na wygodę przynajmniej wszystkie biegi do przodu w samochodach osobowych muszą mieć synchronizatory, ale są one jednym z najsłabszych punktów manualnej skrzyni biegów. Nie bez powodu w ciężkich amerykańskich ciężarówkach, gdzie tylko paszportowa żywotność przekładni wynosi milion mil, nie ma synchronizatorów w skrzyniach mechanicznych: nieuchronnie się zużywają, przez co biegi stają się coraz trudniejsze.
Wideo: 5 rzeczy, których NIGDY nie należy robić z ręczną skrzynią biegów!
Ale zalety ręcznej skrzyni biegów są oczywiste:
- Po pierwsze, minimum połączeń przeniesienia napędu między silnikiem a kołami zapewnia samochodom o „mechanice” wysoką sprawność.
- Po drugie, nawet w przypadku awarii manualną skrzynię biegów można łatwo uporządkować: nietrudno zrozumieć jej budowę.
- Dodajmy do tego łatwość zmiany przełożeń (wystarczy kilka biegów), możliwość pracy na kiepskiej jakości oleju i tolerancję na nieostrożne obchodzenie się: bardzo trudno „zabić” dobrze zaprojektowaną manualną skrzynię biegów . A jednocześnie manualne skrzynie biegów są najtańsze, co sprawia, że wybór skrzyni biegów w segmencie budżetowym jest całkowicie niepodważalny.
Automatyczne skrzynie biegów
Hydromechanika
Mówiąc „automat”, zwykle mamy na myśli hydromechaniczną przekładnię planetarną – najstarszy typ samochodowego „automatu” pochodzi z lat 30-tych. Przekładnie takie bazują na właściwości przekładni planetarnej do zmiany przełożenia, gdy jeden z jej elementów (koło słoneczne, zębnik lub napędzany) jest hamowany. Ponieważ wszystkie biegi pozostają w ciągłym włączeniu, przełożenie zmienia się płynnie i bez wstrząsów - dlatego automatyczne skrzynie biegów zaczęły aktywnie rozwijać się w czasach, gdy „mechanika” nie miała synchronizatorów i wymagała znacznych umiejętności obsługi „buławy” biegów zmiany biegów i sprzęgło.
Z zasady działania przekładni planetarnej jasno wynika, że \u200b\u200bmożna z niej uzyskać tylko trzy przełożenia - nie bez powodu wszystkie „automaty” były przez bardzo długi czas trzystopniowe. W rzeczywistości przełożenie przy każdej prędkości w samochodach zmieniało się bardziej. Jak to? Faktem jest, że do połączenia skrzyni z silnikiem bez sprzęgła zastosowano przemiennik momentu obrotowego - urządzenie z dwoma kołami (napędowymi i turbinowymi), zamkniętymi w objętości oleju. Taki mechanizm pozwala obracać się wirnikowi turbiny z prędkością mniejszą niż prędkość dmuchawy, czyli w rzeczywistości z prędkością zmienianą jeszcze przed trzystopniową przekładnią.
Wideo: automatyczne lub mechaniczne. Co lepsze, plusy i minusy. Prawie złożone
Selektywne hamowanie i połączenie z wałem wyjściowym skrzyni biegów jednego lub drugiego zespołu przekładni planetarnej odbywa się za pomocą zestawu sprzęgieł ciernych i taśm hamulcowych - w starych automatycznych skrzyniach biegów były one sterowane czysto mechanicznie, teraz ciśnienie oleju w napędach jest rozdzielane przez zawory sterowane przez ich sterownik. Ale istota przekładni hydromechanicznej, choć teraz otrzymuje do 8 stopni, pozostaje taka sama: niestety nie można uniknąć dużych strat w przemienniku momentu obrotowego, a zużycie paliwa przy takiej skrzyni będzie wyższe niż w przypadku mechaniki.
Sam mechanizm jest bardzo wymagający pod względem jakości i ilości oleju - nawet odchylenie lepkości może już zakłócić działanie mechanizmów kontrolnych, powodując u wielu znane „szoki” i „zamyślenie”. Nie oznacza to zawodności automatycznych skrzyń biegów: przy należytej staranności są w stanie wykazać się ogromnym zasobem. Ale wygoda takiej skrzyni jest oczywista, szczególnie w korkach miejskich, a wprowadzenie dodatkowych etapów i wymuszone blokowanie przemiennika momentu obrotowego umożliwia zbliżenie ich wydajności do „mechaniki”. Wyraźnym przeciwwskazaniem do automatów hydromechanicznych jest ostra praca (agresywna jazda, jazda w terenie) - jeśli przegrzewanie się lub ciągłe toczenie (tam i z powrotem bez przerwy między włączeniami) nie jest straszne dla manualnej skrzyni biegów, to „automat” w takich warunkach będzie musiał przygotować się na przyspieszoną wymianę sprzęgieł i taśm hamulcowych.
pudełka z robotami
Próby zautomatyzowania zmiany biegów w manualnych skrzyniach biegów były podejmowane od dawna, ale wszystkie napotkały jedną pułapkę: jeśli niskie i wolne napędy hydrauliczne mogły sterować sprzęgłami i automatycznymi pasami transmisyjnymi, wówczas manualne skrzynie biegów wymagały szybkich napędów. Dlatego faktycznie wykonalne konstrukcje pojawiły się na rynku dopiero w latach 90. iw istocie były to zwykłe „mechaniki”, w których potężne elektromagnesy sterowały sprzęgłami zmiany biegów i napędem sprzęgła.
Niestety, to właśnie te „roboty” zepsuły reputację pomysłu: „zamyślenie” i uderzenia podczas zmiany biegów postępowały tylko z czasem, ponieważ mechanizm zwalniający sprzęgło nie mógł odpowiednio dostosować się do zużycia jego tarcz. Do tego dochodziły regularne problemy z samymi elektrozaworami.
Tylko preselekcyjne skrzynie DSG były w stanie jakoś poprawić sytuację – w nich wybierano kolejny bieg przed wyłączeniem aktualnego, a jednocześnie pracowały dwa sprzęgła: pierwsze łamało moment aktualnego biegu, drugie łączył następny. Pod względem wygody i szybkości takie skrzynie były już w stanie porównać z „mechaniką”, ale pod względem złożoności dogoniły już maszyny hydromechaniczne. Problemy z niezawodnością pozostają plagą „robotów” do dziś.
