Выберите регион
Основные виды современных автоматических коробок передач и их отличия
ИСТОРИЯ АКПП
Далее пошла череда полуавтоматических коробок передач, их которых можно выделить двухступенчатую трансмиссию легендарного Ford Model T, коробку передач «Коталь», которую применяли на дорогих автомобилях 1930-х годов, и КПП Уолтера Уилсона, изначально разработанную для Mark V – британского танка Первой мировой. Несмотря на то, что это были преселективные коробки, автоматизировавшие лишь работу сцепления, все перечисленные конструкции объединяло использование планетарного механизма, который и лег в основу первой по-настоящему автоматической коробки Оскара Бэнкера (урожденного Асатура Сарафяна).
Особенностью АКПП Сарафяна было применение вместо традиционного узла сцепления гидротрансформатора – усовершенствованной гидромуфты, передающей крутящий момент не вследствие жесткой механической связи между коленвалом и трансмиссий, а посредством завихрений масла между насосным и турбинным колесами. Несмотря на то, что гидротрансформатор был изобретен еще в 1902 году, использовался он лишь в трансмиссии морских судов.
Главное отличие от муфты, которой тоже оснащались некоторые виды полуавтоматических коробок (например, отечественного ЗИМ-12) состоит в использовании третьего колеса – реактора (статора), позволяющего избежать потерь КПД при передаче крутящего момента. В зависимости от режима работы реактор может свободно вращаться или быть заблокирован при помощи обгонной муфты.
ГИДРОТРАНСФОРМАТОРНАЯ АКПП
Несмотря на то, что Сарафян-Бэнкер придумал АКПП еще в 1935 году, серийно оснастить ею автомобиль получилось лишь более чем через 10 лет, 8 из которых изобретатель потратил на отстаивание прав на патент. В 1947 году General Motors, инженером которой был Сарафян, оснастила ею Buick Roadmaster в качестве опции. Усовершенствованным вариантом под названием Hydra-Matic оснащались уже многие автомобили концерна.
До сих пор все гидроавтоматы конструктивно идентичны коробке Сарафяна. Ее главная составляющая – планетарная передача, состоящая из солнечной шестерни (в центре), кольцевой, опоясывающей края, и шестерен-сателлитов между ними, жестко связанных одним кронштейном-водилом. Суть работы планетарки заключается в передаче разных скоростей вращения коронной и солнечной шестерням.
Когда передача работает в режиме повышения частоты, двигатель вращает водило. Если кольцевую шестерню отпустить и зафиксировать относительно водила, получится передаточное отношение 1:1. Вариантов может быть несколько, в зависимости от того, сколько передач нужно сделать в коробке. В современных АКПП используются несколько планетарных рядов (в АКПП-6, например, три).
Фиксации и переключения внутри коробки происходят при помощи фрикционов, управляемых соленоидами (клапанами). Вплоть до 80-х годов гидроавтомат не имел электроники, сегодня же большинство АКПП управляются при помощи ЭБУ, автоматически учитывающего скорость движения и положение дроссельной заслонки. Для улучшения эффективности контролируется и гидротрансформатор: в условиях, когда переключения не нужно, фрикционами фиксируется турбинное (ведомое) колесо, чтобы валы вращались одинаково.
Типтроник является частным случаем гидротрансформаторной АКПП. Механическая часть его практически не отличается от обычной коробки, а вот сигналы на переключение передач может подавать как электроника, так и человек.
ВАРИАТОР (CVT)
Continuously Variable Transmission – постоянно изменяющаяся трансмиссия – была спроектирована еще в 15 веке Леонардо да Винчи, но, естественно, не получила применения. Ее современное использование началось в 50-х годах прошлого века в рамках адаптации автоматических коробок к городской эксплуатации: гидроавтомат в пробках слишком часто переключается, чем вызывает износ фрикционов.
Состоит вариатор из того же самого гидротрансформатора и двух шкивов с переменным рабочим диаметром, между которыми натянут «ремень»: стальная лента (или группа лент) с особым покрытием или широкая пластинчатая цепь. Как таковых переключений передач в CVT нет: передаточные отношения изменяются сообразно изменению диаметра шкивов.
Вариатор дает возможность выставить любое передаточное число, чтобы двигатель работал в оптимальном для данных условий режиме. Однако CVT не любит высоких нагрузок при низких скоростях и резкого изменения сопротивления движению – из-за большой мощности и малой площади соприкосновения это приводит к пробуксовке ремня при самом высоком передаточном отношении. Решают эту проблему по-разному: например, ставят последовательно с ременной передачей планетарную (Jatco) или используют параллельно шестеренчатую передачу при разгоне (Aisin). В некоторых механизмах (например, Multitronic от Audi) планетарка используется и для включения заднего хода.
Автоматическая коробка передач e-CVT, используемая в гибридных автомобилях, вопреки сходному названию, вариатором не является, а представляет собой вариант планетарного механизма, где солнечная шестерня соединена с генератором, водило – с ДВС, а коронная шестерня – с электродвигателями и ведущими колесами. Благодаря синергетическим процессам скорость вращения колес изменяется бесступенчато, что и отражено в названии трансмиссии.
РОБОТИЗИРОВАННАЯ МЕХАНИКА И DSG
Простые «роботы» с одинарным сцеплением конструктивно мало чем отличаются от механических коробок передач, за исключением того, что все переключения и выжим сцепления осуществляются автоматикой. РКПП, так же, как и МКПП, внутри имеет блок парных шестерен, размещенных на двух разных валах: ведущем и ведомым, а сцепление размыкает подачу крутящего момента с двигателя для безопасности переключения. Однако у «роботов» в автоматическом режиме велик промежуток между переключениями.
Избежать этого позволила DSG (Direct-Shift Gearbox): она использует три вала вместо двух, работающих поочередно. На первом размещены пары нечетных передач, на втором – четных. Коробка является преселективной, то есть включение передач подготавливается заранее. Это позволяет уменьшить скорость переключения и, подобно гидроавтомату, осуществлять его без разрыва потока мощности.
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
Основной плюс классического гидроавтомата: плавность переключений и надежность механизма, дающий возможность устанавливать такие АКПП на любых видах техники, включая грузовые и внедорожные автомобили. Минус – несколько повышенный по сравнению с другими видами транмиссий расход топлива.
Вариатор обеспечивает непревзойденную плавность хода и приемлемый расход, но боится перегрузок. Ресурс первых вариаторов был существенно ниже, чем у других АКПП.
«Простой робот» медлителен и, как любая механическая трансмиссия, склонен к повышенному износу при долгом движении на минимальных скоростях. Это касается и DSG с двумя сцеплениями, к тому же, в отличие от гидротрансформаторной КПП, тут практически отсутствует демпфирование при передаче крутящего момента, что может отрицательно повлиять на плавность хода.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
Для всех видов автоматической трансмиссии существует одинаковые правила: необходимо вовремя проверять уровень рабочей жидкости и менять ее не реже, чем предписано заводом-изготовителем, не допускать перегрева, пробуксовок. Переключаться на задний ход только при полной остановке автомобиля, и вообще, эксплуатировать АКПП строго в соответствии с предписаниями инструкции (мануала).В случае поломки (возникновения индикации на панели приборов, перехода в аварийный режим и т.д.) необходимо обращаться только к квалифицированным специалистам, имеющим опыт и профессиональное оборудование – например, на СТО сети умных автосервисов Wilgood. Тогда ваша автоматическая коробка передач проходит долго – вне зависимости от ее типа и конструкции.
