X

Типы автоматических трансмиссий: Автоматчики наступают

Сегодня под понятием «автоматическая КПП» подразумевается достаточно много разновидностей коробок переключения передач. Между собой они отличаются как принципом действия, так и конструкцией механизма управления.

Сегодня под понятием «автоматическая КПП» подразумевается достаточно много разновидностей коробок переключения передач. Между собой они отличаются как принципом действия, так и конструкцией механизма управления.

Разновидности автоматических трансмиссий

Сегодня под понятием «автоматическая КПП» подразумевается достаточно много разновидностей коробок переключения передач. Между собой они отличаются как принципом действия, так и конструкцией механизма управления. В конце 90-х годов прошлого века классификация по принципу действия несколько изменилась – к классическому «автомату» с гидротрансформатором и вариатору «примкнула» автоматизированная «механика». Много нового появилось и в механизмах управления КПП, что позволило каждому их типу избавиться от некоторых недостатков.

«Гидроавтомат»

Классическая автоматическая трансмиссия включает в себя гидротрансформатор, выполняющий функцию сцепления, и собственно саму КПП, состоящую из планетарных механизмов, пакетов фрикционов, клапанов и гидропривода. Режимами работы такой коробки ведает электронный блок управления. До второй половины 90-х годов передачи в агрегатах данного типа переключались автоматически. Водитель мог только ограничивать включение передач верхнего диапазона – третью и четвертую или только четвертую. В этом случае рычаг устанавливался в положение «2» или «3».

Долгие годы такие «автоматы» с гидротрансформатором по ряду позиций (уровню обеспечиваемого комфорта, сохранности ресурса двигателя) превосходили «механику». Однако многим водителям они все же не нравились из-за невозможности участвовать в выборе передач. Даже режим «спорт» не мог удовлетворить поклонников активного стиля вождения. С развитием электроники в АКПП внедрили режим ручного переключения передач: рычаг следует перемещать вперед-назад, либо вправо-влево, осуществляя переход на повышенную или пониженную передачу. Такие коробки назвали секвентальными (с англ. sequential – «последовательный»). Впрочем, каждый автопроизводитель присвоил им собственное название, например, у концерна VW они именуются Tiptronic, у BMW – Steptronic, y Volvo – Geartronic и т. д.

Но этим создатели «автоматов» не ограничились. Последние конструкторские разработки были направлены на увеличение чисел (ступеней) передач. Так в свое время появилась шестиступенчатая АКПП компании ZF, а чуть позже и «автомат» с семью передачами 7G-Tronic концерна Daimler-Chrysler. Новые агрегаты превзошли предшественников, по целому ряду параметров, практически догнав «механику». Они обеспечили снижение расхода топлива (по сравнению со старыми гидроавтоматами), повысили динамику разгона автомобиля, к тому же передачи стали переключаться еще незаметнее. Улучшение этих характеристик обусловлено сужением диапазона оборотов, в котором работает двигатель на каждой передаче.

В зависимости от производителя АКПП могут сильно отличаться друг от друга и «характерами». Обусловлено это программным обеспечением их электронного блока управления. Алгоритм переключения передач – «спорт» (sport), «зима» (winter) – в более ранних конструкциях задавался водителем путем нажатия соответствующей кнопки. Последние «автоматы» «поумнели». Они способны определять стиль вождения сидящего за рулем и автоматически изменять алгоритм переключения передач.

Высокий комфорт
Повышает ресурс двигателя
Увеличивает расход топлива
Замедленная реакция (не во всех АКПП)

«Полуавтоматы» (с автоматическим сцеплением)

Говоря об автоматических трансмиссиях, нельзя не упомянуть о «полуавтоматах». Эти коробки не имеют ничего общего с секвентальными трансмиссиями. Они состоят из обычной механической КПП и автоматического сцепления, которое включается и выключается в зависимости от перемещения рычага коробки передач и положения педали газа. Сцеплением с гидроприводом «руководит» электронный блок управления на основании показаний ряда датчиков. Такими КПП оснащаются некоторые модели Toyota, Saab (Sensonic), Mercedes (A-класс) и т. д.

Исключение ошибок водителя при управлении сцеплением
Плавность включения
Слабая динамика разгона из-за медлительности срабатывания механизма

Бесступенчатый вариатор

Бесступенчатый вариатор (у большинства производителей имеет универсальное обозначение CVT – Continuously Variable Transmission) – это КПП, в которой нет (точнее, не было) ступеней передач с фиксированным передаточным числом. Оно изменяется плавно. Простейшая конструкция автомобильного вариатора представляет собой раздвижные шкивы с коническими рабочими поверхностями, которые посажены на шлицы ведущего и ведомого валов друг напротив друга. Связь между шкивами обеспечивает клиновидный ремень. Когда половинки одного шкива сдвигаются, а другого раздвигаются, или наоборот, происходит плавное, т. е. бесступенчатое изменение передаточного числа механизма.

До 90-х годов прошлого века из-за отсутствия высокопрочных ремней данные агрегаты могли передавать лишь невысокий крутящий момент, поэтому применялись в основном в малолитражках. Однако в 1999 году компания Audi представила вариатор Multitronic, в котором крутящий момент между шкивами передавался с помощью специальной металлической цепи. Функцию сцепления в трансмиссии выполнял не гидротрансформатор, а многодисковое «мокрое» сцепление. Таким образом конструкторы Audi исключили гидравлические потери энергии и улучшили динамические показатели автомобиля, совместив плавность хода лимузина и спортивную «резвость» раллийной машины.

За перемещение шкивов, т. е. изменение передаточного числа, в вариаторах также отвечает электроника. Ее развитие в 90-е годы позволило сделать данные трансмиссии многорежимными – бесступенчато изменяющими передаточное число и имеющими фиксированные ступени, как в обычной механической КПП. При этом механизм переключения ступеней используется секвентальный.

Экономичность
Высокая плавность хода
Увеличение ресурса двигателя
Слабая динамика разгона (кроме Multitronic)

Автоматизированная «механика»

Пока одни инженеры размышляли, как бы классические автоматические трансмиссии наделить возможностями «механики», точнее, ручным управлением ступенями, другие делали из механики «автомат». И все добились своей цели. И если в новом автомобиле предусмотрен селектор управления автоматической трансмиссией, не следует думать, что речь идет о чистой воды «автомате» с гидротрансформатором или вариаторе. Это может быть и автоматизированная «механика». Конструктивно она представляет собой обычную механическую КПП, которой с помощью гидро- или электроприводов управляет электроника. У нее же в подчинении находится и сцепление. Электроника управляет агрегатами трансмиссии либо самостоятельно (рычаг КПП в положении «автомат»), либо согласно пожеланиям водителя (передачи переключаются вручную). Прямой механической связи между рычагом КПП и механизмом управления КПП нет. Посредниками между ними являются электроника и гидропривод (или электропривод), которые обеспечивают быстродействие процесса переключения – 150 – 200 миллисекунд. На случай ошибок в системе предусмотрена «защита от дурака», которая не позволяет причинить вред коробке или двигателю.

Стоит отметить, что автоматизированная «механика» – не новинка. Еще в 30-е годы прошлого века преселективные коробки с электромагнитным или электрогидравлическим приводом механизма переключения устанавливались на дорогие и престижные авто. Гораздо позже ими оснастили болиды «Формулы-1». А в 90-е годы они появились и на серийных моделях – Ferrari (Selespeed), BMW (SMG), Alfa Romeo (Selespeed), Ford (Durashift EST), Opel (Easytronic), Toyota (SMT) и т. д.

Быстрота срабатывания
Малый расход топлива
Высокая стоимость агрегата

Подготовил Юрий Дацык
Фото фирм-производителей