Прогресс человеческой цивилизации стремительно набирает обороты, и, чтобы соответствовать времени, многим людям пришлось ускорить свой темп жизни, воспользовавшись механическими средствами передвижения. Процесс обучения вождению автомобиля у некоторых представителей людского рода вызывает осложнения, связанные с техническими особенностями конструкции автомобильного транспорта. Исходя из этого, научные умы нашей цивилизации пришли к выводу, что упрощение всей процедуры вождения приведет к улучшению профессиональных навыков, а значит, позволит еще больше популяризовать автомобиль в современном мире.

Изобретение автоматической коробки передач стало первым шагом на этом пути. Достоинства и недостатки»автомата» будут рассмотрены в данном материале, а также мы сравним АККП с механической коробкой передач.

В данный момент отечественная промышленность в корне отличается от своих аналогов за рубежом: если компании — разработчики из западных стран Европы и северной Америки оснащают свои автомобили на 90 процентов АКПП, то представители нашего автопрома достаточно долго использовали, за редким исключением, только МКПП. Повышенный спрос на транспортные средства с упрощенным управлением, заставил разработчиков отечественной автомобильной промышленности в корне пересмотреть свои принципы и, наконец, стать на путь развития представителей лучших автомобильных марок мира.

Ручка переключения передач в механической коробке

В чем отличаются коробки передач

Механическая коробка — это редуктор многоступенчатого типа, который представляет возможность водителю транспортного средства самостоятельно переключать передачи автомобиля. МКПП бывают с разным количеством передач: самые простые имеют четыре передачи, а в самых сложных количество передач достигает семи и более штук. Конструкция механической коробки передач представляет собой металлический вал с фиксированным комплектом шестерен и его аналог со свободно вращающимися шестеренками. При синхронизации вращения соответствующих пар шестерен может происходить блокировка и фиксация их специальными механизмами. Для процесса переключения передач используется однодисковое сцепление.

Главным отличием механики от автомата является то, что МКПП дает опытному водителю больше возможностей для управления транспортным средством. Экономия топлива, быстрое достижение достаточно высоких скоростей – это преимущества МКПП перед АКПП в руках профессионального водителя.

Достоинства и недостатки МККП

• потери при передаче энергии вращения двигателя автомобиля к ведущей паре колес минимальны;
• простая конструкция не требует сложной технологии ремонта и профилактического обслуживания;
• значительно меньший вес механической коробки влияет на общую массу транспортного средства;
• более простая конструкция влияет на более низкую стоимость автомобиля;
• более высокий КПД по сравнению с аналогичным показателем для АКПП;
• не требует установки специальной системы охлаждения;
• больший срок эксплуатации по сравнению с АКПП;
• стоимость всех элементов МКПП более низкая, чем запчасти к «автомату»;
• возможность буксировки автомобиля на большие расстояния и завода транспортного средства «с наката»;
• более широкие возможности для управления и качества вождения транспортным средством;
• при наличии некоторого опыта ремонт МКПП можно совершать самостоятельно.

Недостатки МКПП:

Транспортным средством, оснащенным механической коробкой передач связан с применением существенных физических усилий. Это серьезно утомляет, особенно во время передвижения в городских условиях, когда требуется постоянно останавливаться, а затем опять разгонять свой автомобиль. Человек, который научился водить автомобиль с помощью МКПП, легко сможет управлять аналогичным средством передвижения, оснащенным АКПП. А вот наоборот, скорее всего, легко не получится.

Автоматическая коробка передач

Так выглядит автоматическая коробка передач в салоне автомобиля

Автоматическачя коробка функционирует благодаря передаче крутящегося момента с помощью гидротрансформатора и планетарных шестерен. В автомобилях с АККП отсутствует за ненадобностью педаль сцепления, что в значительной степени облегчает вождение автомобиля. Более низкая эффективность такой системы обуславливается отсутствием постоянной связи ведущих колес и двигателя автомобиля.

Легкость в управлении дает некоторые отрицательные черты, с которыми приходится мириться водителю транспортного средства: более высокая стоимость автомобиля, больший расход топлива при движении, низкая максимальная скорость автомобиля, по сравнению с аналогичным транспортом, снабженным МКПП. Низкий КПД такого автомобиля достигается из- за использования в системе гидротрансформатора, который представляет собой два лопастных колеса, заключенных в масляную ванну.

В отличие от автомобилей с механикой, коробка передач с АКПП представляет собой достаточно простую систему. Существует три основных положения ручки АКПП: движение вперед, движение назад и стоянка.

Некоторые отрицательные параметры АКПП заставили разработчиков создать несколько иные варианты такой коробки передач. На данный момент существует три основных типа, которые используют в современных автомобилях:
— , в которой отсутствует прямая связь между колесами и двигателем, используется многодисковое сцепление, крутящийся момент передается рабочей жидкостью, а автомобиль расходует достаточно большой объем горючего материала;
— позволяет плавно изменять крутящий момент и постоянно снимать с мотора максимальную мощность. Автомобиль, снабженный вариатором, имеет меньшую массу и затрачивает значительно меньше топлива, чем его аналог с обыкновенной АКПП;
— . Гибрид АКПП и МКПП. Данный вариант имеет строение как в механической коробке передач, хотя при этом управляется как классическая АКПП. Обладает хорошей экономичностью и небольшим весом, но высокая стоимость производства такой коробки передач серьезно влияет на ее окончательную цену.

Поломку «автомата» невозможно исправить самостоятельным путем. Настроить систему подачи топлива также невозможно, так как этим процессом управляет специальная программа. АКПП по своей надежности значительно уступают МКПП.

АКПП идеально подходит для управления автомобилем в городских условиях, так как именно там ощущается весь комфорт от управления транспортным средством с помощью автоматической коробки передач.

Учитывая большой расход топлива на автомобилях с АКПП, следует внимательно следить за показателями датчиков, особенно при передвижении на большие расстояния. Транспортное средство с «автоматом» имеет меньшую динамику разгона по сравнению с аналогичным транспортом, снабженным МКПП. Следовательно, следует учитывать данную особенность при совершении обгона, особенно на оживленных участках дорог.

Даже несмотря на некоторые недостатки, автомобили с АКПП завоевывают все большую популярность в мире, которая может привести к полному исчезновению транспортных средств с МКПП в самом ближайшем будущем.

Еще десять лет назад, все водители перед покупкой автомобиля всегда без особых проблем и замешательств решали с какой коробкой передач приобретать машину. Выбор был не сложен. Сегодня сделать такой выбор намного сложнее. Если с механической коробкой нет ни каких проблем, то, у любого покупателя могут быть сложности, поскольку в настоящий момент на рынке существует несколько типов автоматических коробок, которые отличаются не только по своей конструкции, но и имеют разный принцип работы.

Однако на некоторых более дорогих моделях также автопроизводители начали устанавливать новые 9-ти ступенчатые коробки передач, которые через несколько лет, скорее всего, также появятся и на более дешевых автомобилях.

Обычные автоматические коробки передач используют в своей конструкции гидротрансформатор, который выполняет ту же работу, что и сцепление в механической коробке передач. Но в отличие от механики, гидротрансформатор включается в работу не при нажатии педали сцепления, а автоматически.

Это происходит с помощью гидравлической системы, в которой масло проходит по специальным каналам и попадает в определенные отделы коробки, создавая давление в системе, по которому компьютер и определяет какую скорость необходимо включить.

Благодаря гидравлическому интерфейсу современная автоматическая трансмиссия переключает передачи очень плавно. , поскольку впервые на авторынке автоматические коробки появились в 1940 году.

С тех времен классическая коробка передач улучшалась по своим характеристикам, но, тем не менее, принцип работы и устройство коробки практически не изменилось.

Однако даже современные автоматические коробки переключают передачи медленнее чем, к примеру, автоматическая коробка с двумя сцеплениями, что в первую очередь влияет на расход топлива.

Поэтому автомобиль с обычной коробкой передач потребляет больше топлива чем аналогичная машина с коробкой имеющую два сцепления.

Обозначения автоматических трансмиссий на , и : ZF 8HP; ZF 9HP; Tiptronic

Автоматическая коробка передач с двойным сцеплением

Коробка передач PDK, которая устанавливается на автомобили одна из лучших в мире

Коробка с двойным сцеплением, как и предполагает ее название имеет в своей конструкции два сцепления. Это конечно не означает, что автомобиль с такой коробкой имеет две педали сцепления.

Конечно, весь процесс коробки с двумя сцеплениями управляется электроникой и без участия водителя (нет необходимости нажимать педаль сцепления и самостоятельно переключать передачи).

К примеру, одно сцепление управляет нечетными передачами, другое четными. В тот момент, когда вы едете на одной передаче прибавляя обороты двигателя, крутящий момент начинает передаваться на другой вал (автоматическое переключении передачи) практически без задержки, поскольку второе сцепление уже готово переключить муфту для передачи крутящего момента.

В результате этих действий процесс переключения передач происходит быстрее, чем опытный водитель переключает скорость вручную на механической трансмиссии.

Кроме того, некоторые системы коробки с двойным сцеплением являются более экономичными, чем механические коробки. То есть некоторые автомобили с коробкой с двумя сцеплениями потребляют топливо намного меньше, чем машины, оснащенные автоматическими и механическими коробками передач.

Правда есть один минус. Это процесс при начале движения автомобиля. На первых порах коробка может сделать паузу, для того чтобы включить сцепление на валу, где находится первая передача. Это также ощущается при маневрировании на низких оборотах двигателя. Например, вы можете ощущать дергание автомобиля.

Стоит отметить, что конструкция коробки передач с двойным сцеплением очень сложная и ввиду того, что этот тип трансмиссии на рынке появился достаточно недавно, говорить о ее надежности пока преждевременно. Необходимо чтобы прошло около 10 лет, чтобы эксперты и автопроизводители поняли насколько подобный тип трансмиссии стоек перед долгой эксплуатацией автомобиля.

Самые известные обозначения коробок передач с двойным сцеплением: DSG, PDK, M-DCT и Powershift.

Автоматизированная механическая коробка передач

Несмотря что Up является небольшим компактным автомобилем при разгоне переключение передач происходит рывками из-за автоматизированной механической коробки передач

С появлением с двойным сцеплением, автоматизированные механические коробки передач становятся редкостью на автомобильном мировом рынке, но, тем не менее, некоторые компании пока по-прежнему продолжают устанавливать этот вид трансмиссии на многие автомобили.

В автомобиле, который использует этот тип коробок передач, также как и коробки с двойным сцеплением отсутствует педаль сцепления, но присутствует ручка переключения передач, как на традиционной механике.

Переключая скорость, коробка отключает передачу крутящего момента от двигателя на коробку, переводит передачу крутящего момента на нужный вал, и затем снова включает передачу энергии от двигателя на коробку. И все это без участия водителя.

Может сперва показаться, что этот вид коробок передач имеет преимущество перед обычными автоматическими коробками, многие из которых не позволяют водителями самостоятельно переключать передачи, но на самом деле есть недостатки которые заключаются в работе автоматизированной механической коробки.

Так есть проблемы со скоростью и гладкостью работы трансмиссии. Проблема в том, что таким коробкам передач необходимо время, чтобы для переключения скорости без сцепления сделать необходимые для этого действия в правильном порядке. Поэтому весь процесс происходит слишком медленно, чтобы не вызывать дискомфорт у пассажиров и водителя.

Но, несмотря на это, многие водители часто отмечают, что в автомобили с такими коробками разгоняются очень медленно, что связано с огромными задержками между переключениями скоростей.

Некоторые водители чтобы сгладить процесс переключения чуть приопускают педаль газа перед переходом на другую скорость. Но автомобили с традиционными автоматическими коробками передач и трансмиссиями с двойным сцеплением разгоняют автомобили намного быстрее, а процесс переключения скоростей происходит более гладко.

Самые известные обозначения автоматизированных механических коробок передач: Неофициально такой тип коробок передач называют полуавтомат, ASG, EGC и ETG.

Бесступенчатая коробка передач (CVT) - вариатор

Новое поколение оснащается вариатором, что позволяет машине динамично набирать скорость, но за это владельцы расплачиваются громким звуком двигателя

Бесступенчатая коробка передач по своей конструкции не похожа не на одну другую трансмиссию. В вариаторе вы не найдете не одной запчасти, которая используется в других видах коробок передач. Бесступенчатая трансмиссия использует две пары металлических конусов, каждый из которых имеет заостренные концы.

Один набор конусов прикреплен к двигателю, а другие два конуса прикреплены к колесам транспортного средства. Между этими парами конусов натянут ремень. Конусы двигаются в направлении друг к другу, как правило, под контролем компьютера.

В современных вариаторах конструкция коробки позволяет с помощью компьютера менять угол ремня, расположенный между двумя конусами, что в итоге позволяет менять передаточные числа передач.

Это звучит странно, но на самом деле подобная конструкция коробки позволяет постоянно изменять передаточные коэффициенты передач, вместо того чтобы пользоваться фиксированными значениями, установленными на заводе.

Это означает, что передаточные числа могут корректироваться бесконечно, что позволяет работать двигателю более эффективно при наборе скорости. По сути, при наборе скорости не происходит никакого переключения передач, что и создает эффект, что машина разгоняется без задержек.

Но также как и , в работе вариатора есть и минусы.

К примеру, это раздражающий громкий звук работы двигателя, который постоянно работает на повышенных оборотах. То есть если ваша машина оснащена вариатором, при разгоне обороты двигателя не будут падать, как это происходит, к примеру, на автоматических или механических коробках (при переходе на другую передачу обороты двигателя снижаются).

Самые известные обозначения бесступенчатых коробок передач: E-CVT, CTV и Multitronic.

Водителям автомобилей оснащенных механической коробкой переключения передач, время от времени, для того чтобы включить нужную передачу, приходится управлять машиной при помощи лишь одной только руки. В отличие от них счастливые обладатели транспорта с автоматической коробкой переключения передач за рулевое колесо, на протяжении всего движения, могут держаться обеими руками. И сейчас мы рассмотрим основосоставляющие типы автоматических коробок передач.

Краткое содержание :

Разновидности АКПП | Типы автоматических коробок

Классический гидравлический «Автомат» (АКПП) | Гидроавтомат

Ярким примером классической АКПП является именно гидравлический тип акпп , он же гидроавтомат . В отсутствии прямой связи между двигателем и колесами и заключается особенность данного типа акпп. Встает вопрос о том - каким же образом крутящий момент передается? Ответ прост — двумя турбинами и рабочей жидкостью. В последствии дальнейшей «эволюции» такого типа «автомата» роль управления в них взяли на себя специализированные электронные устройства, что позволило добавить в такие АКПП специальные «зимний» и «спортивный» режимы, появилась программа для экономичной езды и возможность переключать передачи «вручную».
В отличии от механической коробки переключения передач гидравлическому «автомату» топлива требуется несколько больше и времени на разгон нужно больше. Но эта та цена, которую приходится заплатить за комфорт. И именно «гидравлика», бросив вызов «механике», одержала уверенную победу во многих странах, кроме «старушки Европы».

Как работает автоматическая коробка передач

Водителями в Европе продолжительное время все разновидности АКПП категорически не принималась. Многое пришлось сделать инженерам прежде чем окончательно адаптировали автоматическую коробку переключения передач для Европы. Но все это в итоге послужило повышению экономичности, появлению таких режимов как «зимний» и «спортивный». К тому же коробка научилась подстраиваться индивидуально под стиль вождения водителя, появилась возможность ручного переключения передач на АКПП — что было немаловажно для европейских водителей.

Каждый из производителей предпочитал по своему называть такие трансмиссии, но самым первым из названий появилось — Autostick . Одним из самых распространенных сегодня по праву считается изобретение фирмы АУДИ — Tiptronic . БМВ, например такую трансмиссию назвали — Steptronic , Вольво же сочли подходящим названием для коробки-автомата Geartronic .

Все же при том что водитель включает передачи сам, ручным полностью он не считается. Это больше полуавтоматика, потому как трансмиссионный компьютер продолжает контролировать работу автомобиля вне зависимости от выбранного режима.

Роботизированная коробка передач | АКПП робот

МТА (Manual Transmission Automatically Shifted) — или так называемый в народе , конструктивно, пожалуй, во многом сходен с «механикой», но с точки зрения управления — это ни что иное как АКПП. И хотя расход топлива здесь более умеренный, чем все на той же МКПП, есть и свои нюансы. «Робот» весьма эффективен лишь на весьма умеренном темпе езды. Чем более агрессивным становится манера езды, тем болезненнее ощущаются переключения передач. Порой при переключениях даже может показаться, что вас как будто кто-то пихает в задний бампер. То есть отличие робота (Дсг) от автомата заключается в принципе работы первого. Однако невысокая стоимость и незначительный вес АКПП вполне компенсируют этот недостаток.

О коробке DSG Видео

Зачем "Роботу" два сцепления?

Volkswagen Golf R32 DSG с 2 сцеплениями

Существующие недостатки серьезно осложняли эксплуатацию , особенно остро это отражалось на комфортности движения. Поэтому конструкторы в ходе продолжительных «поисков» пришли в итоге к решению которое решило проблемы — они оснастили «робота» двумя сцеплениями. В 2003 году компания Фольксваген запустила в массовое производство роботизированную трансмиссию с двумя сцеплениями, впервые установив ее на автомобили Гольф R32. Название ему присвоили DSG (Direct Shift Gearbox). Здесь четными передачами управлял один диск сцепления, а нечетными второй. Работу коробки это существенно смягчило, но тут появился другой солидный недостаток — цена этой АКПП довольно высока. Хотя массовое признание автолюбителями такой трансмиссии сможет решить эту проблему.

Вариатор | Вариаторная коробка передач

Вариаторная трансмиссия (Continuously Variable Transmission) — она крутящий момент изменяет плавно, в этом есть ее особенность. Данная разновидность АКПП не имеет ступеней, фиксированное передаточное число у ее передач отсутствует. И если сравнить ее с «гидравликой» - то работу последней мы можем отслеживать по показаниям тахометра, а вот вариатор очень размеренно подхватывает моменты переключения передач при этом скоростной баланс остается неизменным.

Вариатор | Бесступенчатая трансмиссия

Полезное видео о том, что из себя представляет вариаторная коробка передач

Особенности | Отличия вариатора от АКПП.

Не смогут полюбить такую коробку те водители которые привыкли «слушать» свой автомобиль, потому как подобно троллейбусу, не меняет тональности двигателя. Но отказываться от вариатора по этой причине, пожалуй, не стоит. Инженеры нашли выход из этой ситуации, добавив режим, где «виртуальные передачи» можно выбирать вручную. Режим переключения передач имитирует, что позволяет водителю ощущать езду как на обычной автоматической коробке переключения передач.

Как определить какая коробка установлена в автомобиле, вариатор или гидроавтомат:

1. По возможности изучите техническую документацию автомобиля. В большинстве случаев автомат обозначается как AT (Automatic Transmission), вариатор - CVT;
2. Поищите информацию в интернете. Обычно в технических характеристиках на популярных сайтах Вы обязательно найдете ответ;
3. Тест-драйв. Если на автомобиле установлен вариатор - то никаких, даже малозаметных толчков, рывков Вы не почувствуете, разгон схож с набором скорости "троллейбуса". На классическом автомате ощущаются переключения передач, хотя на исправном они практически незаметны, не "почувствовать" их невозможно.

Что надежнее и лучше: вариаторная коробка, робот или автомат?

Покупая машину с «автоматом», обязательно уточните — с каким именно. Монополия коробок с гидротрансформаторами осталась в прошлом. Сегодня« ленивым» водителям придется выбирать между гидромеханической коробкой, вариатором, «роботом» или скоростным« роботом» DSG. «Популярная механика» протестировала четыре типа коробок передач и сделала свои выводы.

Николай Корзинов

DSG — это две роботизированные коробки передач, объединенные в одном агрегате. Одна отвечает за четные передачи, вторая — за нечетные и передачу заднего хода. Сцепление составлено из двух комплектов фрикционов — внешнего и внутреннего, которые погружены в общую масляную ванну

Когда работает «четная» коробка, в «нечетной» уже включена нужная передача. Когда размыкается один из комплектов фрикционов, другой одновременно с ним смыкается. Это обеспечивает практически мгновенную смену передач: связь между двигателем и колесами прерывается лишь на считаные миллисекунды, когда одно сцепление уже почти разомкнуто, а другое еще не до конца замкнуто

Уточним сразу, мы не поклонники автоматических коробок. Но хотя все редакторы журнала ездят на автомобилях с механическими коробками передач, в «пробках» нас посещает мысль — к чему вся эта акробатика с двумя ногами и рукой, если можно обойтись одной правой. Ведь за последнее десятилетие не только появились новые типы коробок передач, но и заметно прогрессировали традиционные. Мы решили выяснить, на какой из «автоматов» мы готовы пересесть с «механики», и пригнали на стоянку издательского дома четыре новых автомобиля с четырьмя разными коробками передач.

Цена традиции

Mitsubishi Outlander XL, как и водится у японцев, — продолжатель старинных традиций. Правда, не японских, а американских. Гидромеханическая трансмиссия, которая применяется на этом автомобиле, — генетический потомок «автоматов», которые в 1930-е годы устанавливали на автомобили Cadillac. Связь с двигателем, как и у них, осуществляется через гидротрансформатор, а изменение передаточного числа — с помощью планетарной передачи.

Кажется странным, что гидромеханическая коробка, которая первой стала массовым устройством, технически устроена значительно сложнее других конструкций. Но это легко объяснимо: на самом деле вариатор и «роботизированная» коробка были придуманы раньше «гидромеханики». Просто технологии того времени не позволили сделать такие коробки достаточно надежными и недорогими, так что еще полвека гидромеханика оставалась монополистом на рынке «ленивых» водителей.

Главное, что нужно знать о гидротрансформаторе, это то, что, в отличие от гидромуфты, он состоит из трех, а не двух рабочих колес. Эта особенность (не будем вдаваться в тонкости гидродинамики) позволяет гидротрансформатору увеличить крутящий момент, что крайне удобно на некоторых режимах — например, при трогании машины с места. В теории на автомобиле можно было бы обойтись одним лишь гидротрансформатором, но беда в том, что при больших передаточных отношениях КПД его работы сильно снижается. Именно это и вынуждает производителей дополнительно применять планетарный редуктор для изменения передаточного числа.

Тем не менее и такая схема выглядит крайне расточительной. Поэтому на большинстве режимов у гидротрансформатора блокируется одно из рабочих колес. Это превращает его в более энергосберегающую гидромуфту. В результате средний КПД такой трансмиссии уже достигает примерно 85−90%. До топливного кризиса конца 1970-х годов такой показатель вполне устраивал потребителей. Но с ростом цен изготовителям автоматических коробок пришлось прибегнуть к дополнительным ухищрениям. Теперь трансформаторы не просто превращались в муфты, а блокировались механически — насосное и турбинное колеса жестко соединялись фрикционной муфтой. Причем если поначалу такую блокировку применяли только на высших передачах, то затем на некоторых «автоматах» колеса трансформатора стали блокировать на всех передачах, кроме первой. Еще совершеннее гидромеханические «автоматы» стали с появлением электронного управления в конце 1980-х. Теперь оптимальный момент переключения передач можно было выбирать точнее, учитывая, например, изменения массы автомобиля или стиль езды водителя. Такие адаптивные аппараты некоторое время набирают статистику, а затем, распознав, к какому типажу относится водитель, идут у него на поводу: переключают передачи на повышенных оборотах, если хозяин любит погонять, или на более низких, сокращая расход топлива спокойному водителю. Существует и альтернативный подход: водитель может сам выбрать один из возможных алгоритмов работы коробки — экономичный, спортивный, зимний… Одновременно у гидромеханики росло количество ступеней, и при этом, как ни удивительно, уменьшались ее вес и размеры. Так что в XXI век такая коробка вступила сильно улучшенной и проработанной. Но смогут ли годы доработок защитить традиционный «автомат» от нападок дерзких новичков? Поездив на 220-сильном Mitsubishi Outlander XL, мы пришли к выводу, что дни гидромеханической трансмиссии сочтены. Хотя в целом коробка произвела довольно приятное впечатление, веских доводов в ее пользу мы не нашли. Конечно, это самая отработанная конструкция из всех «автоматов», и к мнению механиков, рекомендующих не связываться с новомодными вариаторами и «роботами», пожалуй, стоит прислушаться. Но в то же время это самый прожорливый из всех «автоматов». Поэтому на 170-сильной версии этой же модели вместо «гидромеханики» стоит вариатор. Вероятно, он бы стоял и на нашем мощном Outlander, но один из недостатков вариаторов все еще ограничивает область их применения. Дело в том, что они боятся больших крутящих моментов.

Ценители плавности

Тем не менее надо признать: за последнее десятилетие в этом вопросе наметился заметный прогресс. Если лет десять назад самым мощным серийным автомобилем с вариатором был 114-сильный Honda Civic, то сегодня бесступенчатые трансмиссии уже можно встретить на машинах с моторами мощностью более 200 л.с. Правда, такие показатели достигаются путем технических ухищрений и заметного повышения стоимости агрегатов, поэтому на очень мощных автомобилях вариатор пока скорее исключение, чем правило.

К бесступенчатой трансмиссии автомобильные конструкторы шли давно, понимая, что таким образом можно обеспечить работу двигателя на наиболее благоприятных оборотах во всех режимах. Поэтому в Штатах патент на вариатор был получен еще в 1897 году. Правда, впервые на серийном легковом автомобиле клиноременный вариатор появился только в 1958 году — это был небольшой 20-сильный седан DAF 600. Изменение передаточного отношения осуществлялось двумя шкивами с раздвижными коническими половинками, соединенными между собой ремнем. Когда половинки ведущего шкива были максимально раздвинуты, а ведомого — сдвинуты, вариатор обеспечивал низшую передачу, в противном случае — высшую. Вариатор на тот момент в массы не пошел: КПД у него был низкий, неважной была и надежность. Поэтому о бесступенчатых коробках забыли — до тех пор, пока в конце 1980-х они вновь не появились в Японии. С этого момента и начинается их нынешняя автомобильная история. Вариаторы быстро прогрессировали. Чтобы они могли работать с большим крутящим моментом, были усовершенствованы прежние конструкции. Так, подразделение Audi cтало использовать вместо ремня клиновидную цепь, а конструкторы Nissan разработали торовый вариатор. На нашем тестовом автомобиле Nissan X-Trail стоит обычный клиноременный вариатор M-CVT. Со 169-сильным мотором сегодня сможет совладать и он. Примечательность этого агрегата в том, что он оборудован «ручкой», позволяющей выбирать одно из шести фиксированных передаточных чисел. Нам она, впрочем, показалась баловством: ведь работа вариатора в автоматическом режиме нареканий практически не вызывает. Правда, придется смириться с тем, что двигатель будет жить своей жизнью, но, в отличие от более ранних конструкций, это не давит на психику. На предшественниках, выжав педаль газа, можно было столкнуться с удивительной ситуацией: автомобиль ускорялся, держа обороты мотора на одной частоте, и привыкшему к обычному автомобилю водителю казалось, что у него забуксовало сцепление. На нашем же автомобиле в режиме интенсивного разгона частота работы двигателя все-таки варьируется, напоминая поведение автомобиля с «гидромеханикой».

За счет того, что с вариатором двигатель чаще работает на оптимальных «экономичных» оборотах, машина с «механикой» расходует больше топлива: 13 л на 100 км в городском цикле против 12 л у вариатора. Правда, вариатор проигрывает по динамике — 10,3 с до «сотни» против 9,8 с у «механики», — вероятно, из-за меньшего диапазона передаточных чисел и больших энергетических потерь в трансмиссии. Несмотря на это, вариатор получил высокие оценки, а вот «роботизированная» коробка — наихудшие.

Недалекий робот

Сразу сделаем оговорку: мы испытывали 77-сильный Fiat Punto с самой простой «роботизированной» коробкой. На скоростных машинах, таких как Ferrari или BMW спортивной M-cерии, тоже стоят «роботы», но куда более совершенные, осуществляющие смену передач менее чем за десятую долю секунды. Мы же решили остановиться на самом простом «роботе», ведь сегодня машинки с такими коробками пользуются бешеной популярностью. Причина этой популярности — дешевизна: «роботы» не только доступней гидромеханических трансмиссий, но и расходуют меньше топлива. Многие, покупая автомобиль, даже не догадываются, что в нем установлен «робот», а не привычный «автомат», — зачастую их ждет разочарование. Принцип работы «робота» прост: это «механика», которая управляется не водителем, а автоматом — он выжимает сцепление, подтыкает нужную передачу, в общем, делает все то, чем раньше занимался водитель. Но если «гидромеханика» переключает передачи плавно, без ощутимых рывков, то в простом «роботе» они неизбежны. Самое неприятное, что при интенсивном разгоне связь между двигателем и колесами может разорваться в любой момент и надолго. Поэтому «ручка» на Punto оказалась незаменимой. При движении в ручном режиме водитель может хотя бы сам выбрать момент переключения и преждевременно сбросить газ. При этом на скорости двигаться все-таки удобнее на автомобиле с «механикой». Конечно, придется занять делом левую ногу, но зато время смены передач будет зависеть от самого водителя, а не от возможностей «робота». В пробках «робот» тоже не идеален: чтобы тронуться с места, недостаточно просто снять ногу с педали тормоза, как у машины с традиционным «автоматом», нужно еще нажать на газ. Совершать же активные маневры в автоматическом режиме на этой коробке может быть просто небезопасно. Но не все «роботизированные» коробки одинаковы: в ходе теста мы опробовали инновационную коробку DSG (Direct-Shift Gearbox), которую в начале этого века конструкторы Volkswagen запустили в серийное производство, и были впечатлены скоростью ее переключений.

Две коробки, два сцепления

Примечательность трансмиссии DSG тестового универсала Volkswagen Passat в том, что в одном агрегате были объединены две роботизированные трехступенчатые коробки. Одна заведует включением четных передач, вторая — нечетных. При этом у каждой из коробок свое сцепление: при перемене передач одно размыкается, другое смыкается. Когда включена передача в первой коробке, в другой уже наготове следующая. Именно это и позволяет при переходе вверх сократить время переключения до заявленных производителем 8 мс! При переходе вниз времени нужно больше: это связано с тем, что прежде необходимо выровнять скорости вращения валов двигателя и коробки передач.

То, насколько быстро Passat меняет передачи, очень хорошо заметно при езде: даже если утопить педаль в пол, переключения будут чувствоваться, но проходить без толчков и рывков. Быстродействие DSG обеспечивает захватывающую динамику: до «сотни» он разгоняется всего за 7,2 с.

Любопытно, что начинает движение автомобиль с DSG так же, как машина с гидромеханической трансмиссией, — при снятии ноги с педали тормоза. Правда, чуть менее уверенно — это, очевидно, объясняется тем, что автомобиль c DSG лишен помощи увеличивающего крутящий момент гидротрансформатора.

Результаты нашего теста таковы: самыми достойными альтернативами «механике» были признаны вариатор и DSG. Гидромеханическая трансмиссия проявила себя в тесте, как мы и ожидали, достойно, если закрыть глаза на больший расход топлива. В эпоху роста цен на бензин это существенный недостаток. Ну а обычный фиатовский «робот» нас разочаровал: если бы мы надумали купить этот 77-сильный автомобиль, то приобрели бы его в комплекте с «механикой». На безопасности лучше не экономить ради сомнительного комфорта…

Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого используются автоматические коробки передач. Применение АКП позволяет сократить количество органов управления движением автомобиля и упростить его вождение.

Исторически сложилось так, что термин автоматическая коробка переключения (перемены) передач прочно закрепился только за одним видом устройств. Речь идет о получившем повсеместное распространение планетарном механизме с гидротрансформатором. Такое устройство можно назвать классическим.

В последнее время появилось довольно большое количество автомобилей с автоматизированным, а, точнее, роботизированным управлением механическими коробками передач. Общее устройство АКПП и принцип ее действия существенно отличается от указанных устройств.

С чисто технической точки зрения автоматической можно считать любую коробку передач, управление которой не требует вмешательства со стороны водителя.

Исключение составляют лишь вариаторы, в которых изменение числа оборотов происходит бесступенчато (фиксированные передачи отсутствуют), а потому плавно и без малейших рывков. Поэтому вариаторы нельзя относить к коробкам передач.

Для того чтобы окончательно разобраться с терминологией следует отметить, что у инженеров АКПП принято называть только планетарную часть агрегата. Именно в данном механизме и происходит изменение передаточного соотношения частоты вращения входного вала. В совокупности с гидротрансформатором данный механизм образует автоматическую передачу.

История создания

История появления коробки АКПП в ее классическом виде начинается на заре автомобилестроения. Три основных ее элемента были созданы и использовались в разных конструкциях автомобилей и лишь с появлением микропроцессоров были объединены в одном устройстве.

Первые двухступенчатые планетарные коробки использовались еще в двадцатые годы прошлого века на . Второй элемент – сервоприводы в системе управления работой коробки появились спустя десятилетие. Впервые полуавтоматические коробки стали применяться на автомобилях, выпущенных компаниями General Motors и Reo.

По-настоящему работоспособный автомат АКПП удалось сделать только с появлением гидромуфты, а позже и гидротрансформатора. Они использовались на легковых машинах американской компании Chrysler.

Объединение всех трех элементов и позволило инженерам решить все проблемы, связанные с автоматической передачей крутящего момента от двигателя на колеса транспортного средства.

Таким образом, технический прогресс и привел к появлению первых серийных автомобилей Buick, оснащенных двухступенчатой автоматической коробкой передач Dynaflow. Это уже был значительный шаг вперед, позволивший компенсировать значительные потери мощности на более ранних устройствах.

В последствии количество ступеней только возрастало, например, на Land Rover Evoque был установлен 9-диапазонный автомат.

АКПП — что это такое

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос: «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

• Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
• Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
• Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

• турбонасос;
• турбину;
• статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

• эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
• малая солнечная шестерня;
• водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

В настоящее время принят единый стандарт обозначения режимов работы АКП, позволяющий водителю не переучиваться при смене автомобилей разных производителей.

Принцип работы автоматической коробки передач (АКПП)

Существует несколько типов автоматических коробок перемены передач, работа каждой из них имеет ряд особенностей.

В общем виде принцип действия современной АКПП заключается в передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя на механизмы трансмиссии. При этом происходит изменение передаточного соотношения в зависимости от положения селектора и акселератора и условий движения автомобиля.

Рассмотрим принцип работы АКПП подробнее:

• Двигатель раскручивает маховик, на котором жестко закреплена ведущая турбина. Она вызывает вихреобразное движение эксплуатационной жидкости в картере, что за счет вязкости и трения приводит в действие ведомую турбину. Отсутствие жесткой механической связи обеспечивает возможность вращения их с разной частотой. При больших оборотах гидротрансформатор блокируется для снижения потерь энергии.
• Усилие передается на первичный вал АКП, где через систему шестеренок происходит изменение передаточного числа. Фрикционные муфты позволяют задействовать нужные секции для обеспечения оптимального режима работы двигателя. Для снижения ударных нагрузок и рывков в машине применяются обгонные муфты, которые имеют свойство проскальзывать на обратном ходе.
• Управление работой фрикционов осуществляется при помощи гидравлической системы, состоящей из кольцевого исполнительного цилиндра. Гидропривод сжимает определенный пакет из фрикционов, которые приводят в действие соединенную с ними секцию из шестеренок.
• Давление масла в системе обеспечивает специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляется при помощи золотников, перемещение которых в современных коробках обеспечивается соленоидами. В классической АКП они имеют гидравлический привод. В таком варианте управлении осуществляется непосредственно акселератором и центробежным регулятором давления.

Переключение передач в современных АКПП осуществляется при помощи селектора или кнопок, смонтированных на спице рулевого колеса. Водитель выбирает режим работы коробки, в электронном блоке управления активируется соответствующая программа. Соленоиды открывают нужные клапаны, и происходит передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля. По мере необходимости подключаются ступени с оптимальным передаточным числом.

Видео — устройство и работа автоматической коробки передач:

Одной из важнейших технических характеристик АКПП является время переключения передачи. Для автомобилей разных классов этот параметр имеет свои значения, при этом разница между ними может быть значительной.

Так для большинства массовых автомобилей время срабатывания находится в диапазоне от 130 до 150 мс. Суперкары могут похвастаться втрое меньшим показателем порядка 50 – 60 мс, у болидов он еще меньше – 25 мс.

Режимы

В настоящее время предусмотрен следующие стандартные :

• P (parking) — режим парковки, силовой агрегат и трансмиссия разобщены, селектор заблокирован. Стояночный тормоз используется также как и на машинах с механической коробкой.
• R (reverse) — режим заднего хода, селектор невозможно перевести в данное положение при движении автомобиля вперед.
• N (Neutral) — на советских автомобилях обозначалась русской буквой «Н», режим предназначен для остановок на срок не более пяти минут или для буксировки на сравнительно небольшие расстояния.
• D (Drive) — на отечественных машинах «Д» движение вперед, при этом в действие поочередно приводятся все ступени, за исключением повышающей секции.
• L (Low) – принудительная понижающая передача предназначена для обеспечения движения автомобиля в тяжелых дорожных условиях и в пробках малым ходом.

Помимо вышеперечисленных существуют и дополнительные режимы АКПП:

• O/D (overdrive) режим, в котором возможно включение ступени с передаточным числом менее единицы, предназначен для движения по шоссе с постоянной скоростью.
• D3 либо O/D OFF предполагает задействование только пониженных передач без овердрайва позволяет избегать частых блокировок гидротрансформатора АКПП.
• S (иная версия цифра 2) зимний режим для движения в тяжелых дорожных условиях на 1 и 2 передаче или на второй.
• L (другой вариант цифра 1) другой диапазон, когда используется исключительно первая ступень для перемещения на стоянках, въезде в гараж и выезде из него.

Автоматическая коробка не во всех режимах поддерживает торможение двигателем, что нужно учитывать при эксплуатации автомобиля. Использование обгонной муфты позволяет движение автомобиля накатом.

В большинстве машин торможение двигателем возможно только при включении пониженного диапазона из положения P, переход во время движении невозможен.

Кнопочные системы управления расположенные на спице руля обычно вводят еще ряд дополнительных режимов АКП:

• Power либо Sport обеспечивает лучшую динамику разгона автомобиля, с появление электронных контролеров может включаться резким нажатием на акселератор.
• Snow либо Winter для избегания проскальзывания колес начало движения осуществляется со второй или даже третьей передач.
• Shift lock или Shift lock release позволяет разблокировать селектор при выключенном силовом агрегате.

Спортивный режим, включаемый автоматически, еще называют Kickdown , в большинстве моделей его использование возможно только на овердрайве. Для исключения ошибок водителя при переключениях селектора его рычаг блокируется разными способами. Это может быть и специальная кнопка на рычаге и необходимость его утопления вниз для перевода из одного положения в другое.

В случае поломки механизмов трансмиссии или возникновения опасности для них АКПП переходит в аварийный режим, возникает вопрос — что это такое? На деле водитель при возникновении такой неисправности имеет возможность добраться до гаража или автосервиса своим ходом.

Плюсы и минусы

Как и всякое сложное устройство, АКП имеет ряд достоинств и недостатков. Каковы же плюсы и минусы у автоматической коробки передач?