Продовжуємо публікувати статті із серії «Що буде якщо…». Сьогодні обговоримо – що буде, якщо хтось спробує провести такий небезпечний експеримент.
Двигун обертає колеса через низку проміжних ланок: зчеплення, трансмісію, диференціал і т.д. За допомогою трансмісії забезпечується робота двигуна в оптимальних оборотах за різних швидкостей руху, а зчеплення дозволяє від’єднати двигун від трансмісії в момент перемикання передач.
Наведемо приклад класичного компонування:
Після включення задньої передачі, провідний вал обертатиметься у зворотний бік.
Механічна та автоматична трансмісія мають значні конструктивні відмінності, тому цілком зрозуміло, що якщо при русі вперед включити задню передачу, вони поводитимуться по-різному.
Автомобіль із механічною трансмісією
Конструкцій трансмісій безліч, проте принцип роботи можна проілюструвати на прикладі тривальної коробки передач:
Від двигуна (через зчеплення) момент, що крутить, передається на проміжний вал, на якому знаходиться ряд жорстко закріплених шестерень. І вже з проміжного валу момент, що крутить, передається до диференціала – на колеса.
Шестерні на пазовому валі, що веде до диференціала, спочивають на підшипниках і вільно (при чому з різними швидкостями) обертаються навколо нього.
Іншими словами, при заведеному двигуні та нейтральному положенні рукоятки КПП – обертаються вал, що веде від двигуна, проміжний вал, а також усі шестерні. При цьому пазовий вал і муфта не обертаються, і момент, що крутить, на колеса не передається.
Роль муфти полягає в тому, щоб жорстко з’єднати одну з шестерень з пазовим валом (муфта може пересуватися вздовж валу) і почати передачу моменту, що крутить:
Залежно від того, яку передачу вибрав водій, муфта «вибирає» ту чи іншу шестерню.
Схема 5-ступінчастої механічної коробки передач та заднім ходом виглядає наступним чином:
При перемиканні передач задіюється та чи інша муфта, яка, своєю чергою, підключає одну з доступних їй шестерень.
Задня ж передача реалізується за допомогою проміжної направляючої шестірні, яка змушує відповідну їй шестірню на пазовому валі обертатись у зворотний бік.
У момент перемикання передач шліци муфти залишають пази на бічній частині однієї з шестерень, а потім муфта входить у контакт з іншою шестернею.
Для того щоб була можливість від’єднати, а потім з’єднати муфту з шестернею, момент, що крутить, від двигуна переривається – вичавлюється зчеплення.
Нагадаю, що швидкість обертання шестерень на пазовому валі різна. Тому для того, щоб при русі знизити навантаження на елементи трансмісії (а також зробити комфортнішим керування автомобілем) – придумали синхронізатори, які зрівнюють швидкість обертання муфти та шестерні ще до їх зачеплення шліцами.
Отже, що виходить? А ось що: при перемиканні передач швидкість обертання муфти (що дорівнює швидкості обертання веденого валу) за допомогою синхронізаторів синхронізується зі швидкістю обертання шестерні . Більше того, оскільки шестерня заднього ходу весь час обертається у бік, протилежний обертанню шестерням передач і обертанню муфти – шліци муфти не зможуть увійти в зачеплення з шестернею заднього ходу .
Обидва описані фактори і не дозволять включити задню передачу під час руху вперед – шум забезпечений, але муфта не зачепиться, і навіть важіль коробки передач перевести в положення заднього ходу фізично не вдасться.
Але тут є ще один важливий момент: наполегливими спробами включити на ходу задню передачу можна пошкодити синхронізатор, муфту або шестерню – вони працюватимуть при підвищених навантаженнях (хоч і безрезультатно).
Для повноти картини варто сказати, що так, звичайно, – на початку, і навіть у середині минулого століття легкові авто мали коробки передач і без синхронізаторів. Але положення це не змінює – задню передачу на ходу включити все одно не вийде, а ось ймовірність пошкодити коробку передач – багаторазово зросте.
Автомобіль з “автоматом”
У авто з автоматичною коробкою передач роль зчеплення виконує гідротрансформатор (суть його в тому, що момент, що крутить, від двигуна передається трансмісії не за допомогою механічного з’єднання, а за допомогою в’язкої рідини).
Важлива властивість автоматичної коробки полягає в тому, що для утворення різних передавальних чисел задіяний один набір шестерень, тоді як МКПП використовуються різні набори.
Реалізується це за допомогою планетарної передачі, у якої передавальні відносини досягаються шляхом фіксації різних деталей щодо один одного.
Планетарна передача є системою, що складається з декількох шестерень – сателітів, що обертаються навколо центральної шестерні:
| Нерухомий | Ведучий | Ведений | Передача |
| Корона | Сонце | Водило | Знижувальна |
| Водило | Сонце | Підвищуюча | |
| Сонце | Корона | Водило | Знижувальна |
| Водило | Корона | Підвищуюча | |
| Водило | Сонце | Корона | Реверс, що знижує |
| Корона | Сонце | Реверс, що підвищує |
Перемикання передач (фіксація того чи іншого елемента) здійснюється гідравлічною або електронною системою керування.
В обох випадках на вихідному валу АКПП розташовується датчик швидкості, який у гідравлічній системі формується тиск, пропорційний швидкості автомобіля, електричної – напруга.
Залежно від швидкості руху авто та завантаженості двигуна визначаються моменти перемикання передач. Крім того, у виборі передачі бере участь клапан вибору діапазону, з’єднаний з важелем АКПП і, залежно від положення, забороняє включення певних передач.
Іншими словами, в АКПП передачами управляє в першу чергу автоматика, що зчитує дані з двигуна та валу АКПП. І вона не включить задню передачу під час руху вперед незалежно від положення важеля коробки передач . Максимум, що може статися, – коробка передач перейде в режим «нейтраль».
Для ще більшої надійності багато сучасних авто мають пристрій, що не дозволяє перемістити важіль селектора АКПП якщо не вичавлена педаль гальма.
Висновок
- На автомобілі з механічною коробкою передач (так само як і на роботизованій МКПП) включити задню передачу під час руху вперед не вдасться – не вистачить сил. А наполегливі спроби зробити це можуть призвести до необхідності перебирати КПП.
- На автомобілі з автоматичною коробкою передач (так само як і на варіаторі) це дійство не вдасться з тієї причини, що датчики інформують «мозок» АКПП про напрям і швидкість руху, відповідно до чого і вибирається передача. І поки цілі датчики – ні що не змусить “автомат” включити задню передачу під час руху вперед (а якщо датчики несправні – автомобіль не рушить з місця).
Отже, питання: “що буде якщо… при русі вперед включити задню передачу?” Відповідь: не буде нічого!