Опубликовано: ГП 01-2019
Поговорим о «механике»

Сравнение МКП с автоматизированными КП, ГМП и вариатором при различных условиях эксплуатации

Даниил Минаев,
фото автора, Александра Еремцова, ZF, Allison

Только наивный или не настоящий профессионал станет бескомпромиссно утверждать, что для него существует лишь один тип из множества разнообразия коробок передач, всё остальное – вторично! Как известно, автомобиль сам по себе – набор компромиссов, и главное, чтобы его спецификация соответствовала поставленным задачам и финансовым возможностям эксплуатанта. Тема сегодняшнего разговора – выбор коробки передач, но хочется сделать акцент на уходящий сегодня вид – классическую механическую КП. Так ли уж она плоха, чтобы в ближайшем будущем быть преданной забвению?

Вспомнить всех

Для начала освежим в памяти все основные типы коробок передач, применяемых сегодня на серийных массовых автомобилях.

Самая простая из них – классическая механическая КП (МКП). На легковых и малотоннажных грузовых автомобилях она имеет 5 – 6 передач (все далее по тексту количества ступеней не считая заднего хода), 6 – 10 передач на автобусах и 10 – 16 ступеней, на большегрузах (суммарное количество передач у конструкции с делителем и демультипликатором). Срок службы «механики» до капремонта у легковых и лёгких коммерческих авто сопоставим со сроком службы автомобиля, ресурс 400 000 км и более для неё норма, естественно, при исправном и отрегулированном сцеплении, своевременной замене масла и грамотном вождении.

У среднетоннажных грузовиков МКП простой конструкции также демонстрирует неплохую ходимость. Но у тяжёлых машин, где применяются более прогрессивные конструкции со смазкой под давлением, которое создаёт насос, приводимый от первичного вала, КП требуют аккуратного обращения и нечастого, но периодического текущего ремонта. Из всех вариантов покупки нового автомобиля – комплектация с МКП самая дешёвая.

Широко распространённая на разных марках и моделях среднетоннажного грузового транспорта 9-ступенчатая механическая КП ZF Ecomid

Автоматизированная КП, сконструированная на базовой основе механической КП, но дополненная особым сцеплением и самостоятельно действующими приводами переключения передач, – именуемая в народе «робот» применяется на всех типах автомобилей и автобусов. На маленьких транспортных средствах число ступеней автоматизированной КП не превышает восьми, чаще 6 – 7, на крупнотоннажной технике «робот» имеет до 16-ти передач, но на практике в абсолютном большинстве на грузовиках и автобусах встречаются 10 или 12 ступенчатые конструкции.

Ресурс этого типа коробок передач непредсказуем. «Роботы» неплохо зарекомендовали себя, как практически беспроблемные КП на магистральных тягачах и среднетоннажных развозных грузовиках, но у легковых авто и грузовичков на их базе случаются как и внезапные отказы, так и просто совсем короткий ресурс до 100 000 км, даже при адекватной эксплуатации. Стоимость нового автомобиля с «роботом» дороже, чем с МКП, но дешевле чем с гидромеханическим «автоматом» ГМП.

Гидромеханическая автоматическая КП (ГМП) широко распространена на легковушках и городских автобусах. Иногда такой тип КП встречается на тяжёлой и тихоходной спецтехнике и грузовых автомобилях полной массой от 35 тонн, так как по сравнению с некоторыми «роботами» и всеми вариаторами она способна работать с высокими показателями крутящего момента. Количество передач в ГМП колеблется от четырёх у не самых современных «малышей» до десяти вне зависимости от «ростовки» автомобиля. Ресурс этого агрегата на легковом и малотоннажном транспорте, в среднем, – 250 000 км, на автобусах примерно в два раза больше. Из-за сложной технологии изготовления и применения большого количества прецизионных деталей даже тщательный и в высшей мере дотошный капремонт ГМП не восстанавливает в полной мере её потребительские свойства и ресурс. Автомобиль с ГМП наиболее прожорлив по отношению к своему близнецу, укомплектованному «механикой», а в автосалоне он самый дорогой среди собратьев.

Гидромеханическая АКП для тяжёлого транспорта Allison в разрезе в учебном центре компании

Клиноременный вариатор – бесступенчатая коробка передач с плавным изменением передаточного отношения во всём диапазоне оборотов и нагрузок – относительно молодая конструкция. Данный тип КП пока не способен надёжно работать с автомобилями большой массы и с высоким крутящим моментом. Область применения серийных массовых вариаторов – автомобили полной массой до 3,5 с двигателями не мощнее 200 л.с и имеющими не более 400 Нм крутящего момента. Главное достоинство вариатора – непревзойдённая плавность работы трансмиссии и высокий ездовой комфорт при относительно доступной стоимости агрегата. Ресурс вариатора редко превышает 180 – 200 тысяч километров, по своей стоимости он занимает промежуточную позицию между «роботом» и ГМП.

Беда с профессионалами

Владельцы бизнеса, использующие в своём деле грузовые автомобили полной массой свыше восьми тонн для комплектования своих парков уже около десяти лет делают выбор в пользу спецификаций с автоматизированной КП. Тенденция взяла начало в Западной Европе и покатилась на восток, и сегодня абсолютно актуальна для нашей страны.

Дело в том, что алгоритм переключения передач механической многоступенчатой КП большегруза требует определённых физических усилий, сноровки и склада мышления, предполагающего хорошую память и стабильную реактивность в навязанном темпе. Учитывая плотные современные транспортные потоки и возложенные на большинство водителей дополнительные функции, как, например, экспедирование грузов, водителю становится всё труднее справиться с лавинообразно падающими на него задачами. В итоге – преждевременный износ сцепления и самой КП, не говоря уже о повышенном расходе топлива. Но это в плотном городском потоке и при наличии большого числа адресов погрузки/разгрузки в коротком временном интервале. Для этого сценария как нельзя оптимально подходят различные типы КП, не требующие от водителя работы рычагом или джойстиком. Эти же пресловутые «автоматы» всех типов отлично сочетаются с прогрессивными конструкторскими идеями: автономное вождение, электронные помощники водителя.

Своевременное техническое обслуживание ГМП, заключающееся в замене масла и фильтра, а также очистки магнитов от продуктов износа (производится одновременно со вскрытием масляного поддона) существенно продлевает срок службы агрегата

Что не умеют «автоматы»

Большинство гидромеханических коробок передач имеют режим ручного переключения, роботизированные КП могут работать в «мануальном» режиме поголовно. Это необходимо для того, чтобы в сложных погодных или дорожных условиях выбрать верную передачу или зафиксировать КП на постоянной передаче и исключить переключение на затяжном подъёме или крутом спуске. Программное обеспечение многих современных автоматизированных КП знает географию, и справляясь с данными рельефа и фактической загрузкой автомобиля заранее готовит оптимальную передачу. Вот только работает эта система успешно только на территории западноевропейских государств. На просторах нашей страны «геополитика» подводит, да и большинство карт-алгоритмов прописаны именитыми производителями лишь до Урала. На практике нередки случаи, когда автоматика, начав суетиться в буквальном смысле, «просаживала» автопоезд на подъём. Так что приходится нашим профессионалам регулярно вмешиваться в фундаментальный электронный алгоритм. Ещё необходимо помнить о том, что все «автоматы» крайне неприветливо воспринимают буксировку автомобиля, существенно ограничивая её (буксировки) километраж и скорость движения до черепашьей.

Автоматизированная КП ZF EcoTronic

Ложные заблуждения

О том, какие дополнительные возможности даёт умелому шофёру классическая «механика», поговорим чуть позже. Сейчас проанализируем распространённое заблуждение насчёт «механики» и «автомата». Мол, настоящий профи, управляя автомобилем с МКП, по быстродействию и выбору правильной передачи легко обставит АКП. Такое возможно лишь в том случае, если речь идёт о «старинных» агрегатах с небольшим числом ступеней и без электронных «мозгов» (ЭБУ – электронных блоков управления). Сегодняшние КП, способные самостоятельно переключаться, черпают информацию от многочисленных датчиков, которую обрабатывает высокотехнологичный быстродействующий процессор. Многочисленные испытания, проведённые как автопроизводителями, так и производителями коробок передач инструментально свидетельствуют, что современную «самостоятельную» КП, вне зависимости от принципа действия, если не «обставить», то хотя бы показать близкие результаты динамики и расхода топлива сможет лишь высококлассный водитель-испытатель на знакомом ему участке дороги, прошедший перед этим серию упорных тренировок. А вот теперь самое время вспомнить, какие преимущества дарит среднему, но квалифицированному водителю обычная механическая КП.

Самосвал КАМАЗ с автоматизированной КП ZF EcoTronic

Моя «механика»

Одно из весомых преимуществ МКП, особенно если говорить о грузовом транспорте – возможность движения на нейтральной передаче, и, как следствие, отсутствие проблем с буксировкой. По поводу буксировки предостерегу. Если конструкция КП предусматривает смазку под давлением (большинство современных автомобилей полной массой от 10 тонн и выше) – будьте добры отсоедините перед началом буксировки фланец карданного вала, иначе масляное голодание быстро прикончит КП (если причиной буксировки не является отказ двигателя, то кардан можно не снимать, но движок должен всё время буксировки работать). Во всех остальных случаях ограничений по скорости и расстоянию буксировки нет (только действуйте, пожалуйста, в рамках ПДД).

Теперь ещё один крайне интересный момент, связанный с использованием нейтральной передачи. При прямолинейном движении по дороге с высоким коэффициентом сцепления вектор суммарно действующих на автомобиль сил таков, что именно в этом режиме транспортное средство наиболее стабильно. Теории контраварийной подготовки однако требуют минимизировать движение на «нейтрали», и опять здесь нет никакого противоречия. Дело в том, что при развитии опасной ситуации главная задача заключается в снижении скорости для того, чтобы вернуть контроль над автомобилем, и одним из самых безопасных инструментов достижения этой цели – двигатель в режиме принудительного холостого хода (топливоподача отключена), соединённый с трансмиссией, который создаёт существенное сопротивление качению без применения тормозной системы. Ещё умелое включение понижающей передачи на входе в поворот способно загрузить переднюю ось для лучшего сцепления управляемых колёс при движении по кривой в плане. Так что, как видите, скромная МКП мудрому наезднику поможет раскрыть весь потенциал автомобиля. Вот только, к сожалению, «механика» не подходит для беспилотных и некоторых гибридных автомобилей.

Производство автоматических коробок передач Allison на заводе в Венгрии, город Сентготхард

Сводные данные

В таблицах мы сопоставили эксплуатационные и технические факторы, расставив сферу применения того или иного типа КП в зависимости от целого ряда условий. Шкала – пятибалльная, как в средней школе: низший бал свидетельствует о несоответствии конструкции в эксплуатации, высший говорит о том, что это «идеальная парочка». Но, увы, на белом свете невозможно пока дать совет, однозначно бы удовлетворивший каждого жителя планеты. Каждый случай индивидуальный: существуют такие понятия как рынки сбыта, обеспеченность запчастями, территориальная доступность сервисных услуг, объём финансирования. Поэтому оценки приблизительные и носят лишь рекомендательный характер…

Применимость коробок передач различных типов для разных условий эксплуатации
Тип КП
Сценарий эксплуатации
Дистрибуция,
экспресс-доставка
Строительные перевозки Работа на месторождениях, бездорожье Перевозки по дорогам областного и районного значения с малой интенсивностью Городские автобусные перевозки Междугородные автобусные перевозки Международные грузоперевозки Такси
(легковое)
МКП ** **** ***** ***** ** **** **** ***
«Робот» ***** **** **** ***** ***** **** ***** *****
ГМП **** *** *** *** ***** **** * *****
Вариатор **** *****
* Практически не подходит. ***** Отлично подходит.
Популярность применения коробок передач различных типов в зависимости от массогабаритных параметров серийно производимых транспортных средств массового сегмента
Полная масса ТС, т
Тип КП
Легковые автомобили и автомобили для перевозки грузов на их базе, грузовые до 3,5 т Грузовые, до 7 т 7 – 12 т 12 – 20 т Более 20 т,
спецтехника
Автобусы, полной
массой более 12 т
МКП ***** ***** ***** ***** ***** ***
«Робот» ***** **** ***** ***** ***** ****
ГМП **** ** ** ** *** *****
Вариатор ****

***** Крайне часто. * Крайне редко.

Какие масла использовать?

Разнообразие конструкционных материалов и обилие прецизионных компонентов автоматических гидромеханических АКП и некоторых суперсовременных «роботов» требует справляться только с допусками производителя коробки передач, и ни на шаг в сторону, иначе призрачная экономия очень скоро обернётся дорогим ремонтом.

С механическими КП и автоматизированными, которые сконструированы на их базе, немного проще. Выбор масла для МКП зависит от возраста автомобиля, испытываемых автомобилем нагрузок и погодных условий в вашем регионе. Также стоит обратить внимание на коэффициент вязкости масла. Он подбирается исходя из нагрузок на автомобиль: чем выше показатель вязкости масла, тем большими моющими, антизадирными и противопенными свойствами масло обладает.

Трансмиссионные масла с классификацией API GL-4 применимы в только коробках передач, в то время как масла стандарта API GL-5 используются и в ведущих мостах с гипоидным зацеплением, и дифференциалах, и в раздаточных коробках. Менять местами такие смазочные материалы ни в коем случае нельзя, за исключением универсальных синтетических трансмиссионных масел классификации GL-4/ GL-5.

Комментировать ... >>
Loading...