Механічна коробка передач традиційно вважалася більш економічною порівняно з автоматичною. Однак сьогодні ситуація змінилася: роботизовані трансмісії, варіатори (CVT) та навіть класичні автомати можуть забезпечити ефективну витрату пального, особливо при плавному стилі водіння. Давайте розглянемо це питання детальніше.
На економічність впливають два основні чинники. Перший – це втрати у самій коробці передач, другий – здатність коробки передач забезпечити оптимальну та економічну роботу двигуна.
Коефіцієнт корисної дії (ККД)
З енергетичної точки зору, якщо агрегат гріється, значить є проблеми з ефективністю. І відразу стає очевидним, що, оскільки автомобілі з АКПП забезпечують теплообмінниками для охолодження робочої рідини, а механічні – ні, то коефіцієнт корисної дії других вищий. Це підтверджується і довідковими даними, де ККД механічної коробки близький до 98%, а для автоматичної коливається в межах від 86 до 94%.
В класичному автоматі головним джерелом тепла є гідротрансформатор. У ньому рідина інтенсивно перемішується і передає енергію двигуна на первинний вал, але робить це з втратами. Сучасні гідротрансформатори мають механізм, схожий на зчеплення, та блокуючий гідротрансформатор, який усуває втрати на пробуксування. Підвищені втрати енергії в АКПП викликає велика кількість фрикційних пакетів. Фрикціон представляє собою кілька нерухомих дисків і кілька обертових. Зазори між ними навіть у розімкнутому стані мінімальні, і всі їх склеює робоча рідина, провертання шарів якої забирає енергію. Ще в автоматі під час роботи двигуна постійно працює насос, що подає робочу рідину, і вимагає деяку енергію.
Нічого подібного у механічній коробці передач немає. Масло на дні коробки зачіплюють шестерні і весь агрегат змащується розбризкуванням.
Отже, ми довели, що втрати енергії в автоматичній трансмісії помітно вищі.
Для економічності двигуну потрібно працювати в зоні мінімальної питомої витрати палива. Дуже грубо можна прийняти, що для бензинового двигуна обороти повинні становити 2000-3000 об/хв при навантаженні 70-80% від максимальної. Звичайно, наявність турбіни, вносить свої корективи, але в цілому залежності ті ж.
Економічними будуть невисокі обороти та досить великі навантаження. При цьому не забуваємо, що ці залежності відносяться до режиму постійної швидкості, але двигун працює значну частину часу на перехідних режимах, особливо в місті. Розглянемо, як ці режими підтримуватимуться механікою та автоматом.
Кількість передач в КПП
Для того щоб двигун працював максимально економічно, потрібно, щоб у будь-який момент часу при розгоні, русі з постійною швидкістю і при гальмуванні двигуном його навантаження та оберти визначалися виключно його потребами. Але жодна трансмісія, крім варіатора, не може забезпечити ідеальної відповідності. У класичному автоматі і механіці число передач фіксовані і їх не так багато. Тому потреби двигуна задовольняються приблизно.
Чим більше передач, тим вища економічність. Але число передач у механічній коробці легкового автомобіля не перевищує шість-сім. При цьому АКПП бувають і 4, і 10-ступінчасті. Звідси випливає, що старі автоматичні коробки передач, які мають всього чотири-п’ять передач, однозначно програють в економічності механічним 6-ступінчастим агрегатам. Однак, автоматичні коробки з більшою кількістю передач мають вищу економічність руху і можуть вже вигравати у механіки.
Але тут потрібно врахувати ще один вагомий фактор, який впливає на економічність – стиль водіння конкретного водія.
Почнемо з помилок використання МКПП. Не вчасне перемикання передач і часте ігнорування вищої передачі викликає помітну перевитрату палива. Також сюди можна додати надмірно різкі розгони, які вимагають більше палива, ніж плавні.
Схожа ситуація і з АКПП, роботом і варіатором. Звичайно, помилок у виборі передач у сучасного автомата майже не буде, але якщо постійно рвати з місця, то навіть найсучасніше авто з великою кількістю передач витрачатиме набагато більше палива.
