Основные виды современных автоматических коробок передач и их отличия

ИСТОРИЯ АКПП


      Попытки лишить человека за рулем «мук выбора» при переключении передач происходили едва ли не с самого момента изобретения автомобиля. Еще в 1904 году американские изобретатели братья Стартевент представили вариант механической КПП, управляемой автоматически при помощи сервоприводов – по сути, прообраз современного «робота». Однако в работу коробка Стартевентов из-за технологических сложностей не пошла, автомобили ей не оснащались.
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.
Оставить заявку
Ваше имя:
Ваш телефон
Нажимая на кнопку, я соглашаюсь с политикой конфиденциальности
Оставить заявку