16. Переключение передач и дифференциалы

Общим недостатком всех ступенчатых коробок передач являются потери времени при переключении отдельных ступеней. При каждом переключении передач необходимо выключить сцепление, включенную ступень выключить, затем включить другую ступень и вновь включить сцепление. Все это время двигатель работает на холостом ходу, а автомобиль движется по инерции. У современных коробок передач время, необходимое для переключения передач, сокращается с применением блокируемых синхронизаторов. Синхронизаторы позволяют включить передачу быстрее благодаря тому, что обеспечивают быстрое выравнивание частот вращения обеих соединяемых шестерен. Чем больше сила, действующая на рычаг переключения передач, тем меньше длится синхронизация. Затянутое переключение передач увеличивает, например, время разгона автомобиля с места до 100 км/ч. При этом от водителя зависит, удастся ли ему переключить рычаг в нужное время, поскольку при выключении передачи момент и частота вращения двигателя падают, а при включении последующей передачи они должны быть выше.

Автоматическая коробка передач предназначена для того, чтобы момент переключения передач соответствовал мгновенной скорости движения и положению педали управления. Цель применения коробки передач с электронным управлением состоит в том, чтобы учитывать еще большее количество условий, например, температуру двигателя, состав смеси, содержание вредных веществ в отработавших газах и др. Электронное устройство определяет мгновенные условия быстрее и точнее, чем водитель, поэтому предпочтение отдается автоматически управляемым коробкам передач, разумеется, при условии, что они приближают КПД всей силовой установки к оптимальному.

При ручном управлении ступенчатой коробкой передач целесообразно оснащать щиток приборов устройством, которое показывает мгновенный расход топлива, средний расход топлива на пройденном отрезке пути, расстояние поездки, а также информирует водителя о соответствии запаса топлива в баке этим условиям. Такое устройство, кроме того, указывает на целесообразность переключения передачи в данный момент для экономичного вождения автомобиля. Сложность задач при управлении коробкой передач, особенно грузовых автомобилей, постоянно растет, поэтому необходимо применять новые решения, облегчающие вождение автомобиля.

Многое зависит от числа ступеней в коробке передач. При большом их числе имеется и больше возможностей приближения к оптимальным условиям работы двигателя и всей трансмиссии. Меньшие интервалы между соседними передачами облегчают синхронизацию и ускоряют переключение передач, но большее число переключений передач означает одновременно и большие потери времени. Все это говорит о целесообразности применения бесступенчатых регулируемых передач. Хорошая коробка передач может обеспечить снижение расхода топлива на 25 %.