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?

Автомобиль с коробкой автомат всё чаще становится выбором жителей мегаполиса. Если раньше такую опцию можно было встретить только на автомобилях среднего и высшего ценового сегмента, и на подержанных «иномарках», привезённых из Штатов, то сегодня автомобили абсолютно всех классов бывают двухпедальные.

«Удобно!» - самый частый аргумент, уставших от «пробок» автовладельцев. И, действительно, автоматическая коробка передач значительно упрощает процесс передвижения в суетном мегаполисе, сокращая до минимума количество действий водителя. Выбор для большинства представительниц прекрасной половины человечества и вовсе не стоит – коробка только «автомат». Даже «сдав» экзамен в автошколе, не все начинающее автолюбительницы представляют, за что отвечает крайняя левая педаль, и что означает расположение пяти-шести цифр на «джойстике», который торчит из пола. Но что кроется за привычным словом «автомат»? Ведь разновидностей коробки без педали сцепления сегодня существует не одна и не две. А некоторые, особо ушлые продавцы автомобилей, выдают за автоматическую - роботизированную коробку передач, у которой гораздо больше общего с обычной «механикой».

Как выбрать коробку автомат мы и попробуем разобраться.

Гидротрансформаторная коробка переключения передач

Самая распространённая коробка передач автомобиля в мире. Именно с неё и пошло сокращённое название коробки - «автомат».

Сам гидротрансформатор частью КПП не является и выполняет, по сути, роль сцепления, передавая крутящий момент при трогании автомобиля. На скорости, при высоких оборотах, гидротрансформатор блокируется муфтой, сокращая расход энергии (топлива). Кроме того, гидротрансформатор является хорошим гасителем различных колебаний, как двигателя, так и коробки передач, увеличивая, тем самым, ресурс обоих агрегатов.

Жёсткой связи между двигателем и механической частью АКП нет. Крутящий момент передается посредством трансмиссионного масла, которое циркулирует под давлением в замкнутом круге. Именно такая схема обеспечивает работу двигателя с включённой передачей, когда автомобиль неподвижен, и именно поэтому, качеству трансмиссионного масла уделяется так много внимания.

Ответственность за переключение передач несёт гидравлическая система, и в частности, так называемый гидроблок. В современных «автоматах» им управляет электроника, которая и позволяет трансмиссии работать в разных режимах: стандартном, спортивном или экономичном.

Несмотря на кажущуюся сложность, механическая часть гидротрансформаторной автоматической коробки передач достаточно надёжна и ремонтопригодна. Самым уязвимым её местом, как правило, является гидроблок, неисправная работа клапанов которого, сопровождается неприятными ударами при переключениях. В большинстве случаев «вылечивается» заменой дорогостоящей детали.

Как уже было отмечено выше, следить нужно и за состоянием масла. Хотя на сегодняшний день уже существуют так называемые необслуживаемые коробки автомат, которые вообще не требуют замены масла.

Ездовые характеристики современных автомобилей, оснащённых классическим «автоматом», очень сильно зависят от управляющей электроники, которая получает информацию с многочисленных датчиков. Считывая с них информацию, «мозги» автоматической коробки передач автомобиля отправляют команду на переключение передач в необходимые моменты. Такое поведение ещё называют адаптивностью «коробки». Так что регулярное обновление программного обеспечения «автомата» может значительно улучшить характеристики поведения автомобиля.

Немаловажным фактором является количество передач трансмиссии. Сейчас ещё встречаются гидромеханические трансмиссии с четырьмя ступенями, но большинство автопроизводителей перешло на «коробки-автомат» с пятью, шестью и даже семью и восемью передачами. Увеличение количества передач положительно сказывается на плавности переключений, динамике и экономии топлива.

Ручной режим переключения, который впервые появился на автомобилях Porsche под названием Tiptronic и мгновенно был скопирован почти всеми производителями, по сути, является просто модной «фишкой». Если на спортивных автомобилях под управлением опытных водителей переход в ручной режим может значительно повлиять на поведение автомобиля, то в мирской жизни массовых автомобилей он, в общем-то, бесполезен, да и покупают «автомат» не для того, чтобы руками переключать передачи.

Учитывая совокупность всех факторов, можно сказать, что автоматическая гидротрансформаторная коробка передач автомобиля наиболее эффективно управляет распределением крутящего момента двигателя, проста в обслуживании и является наиболее оправданным выбором.

Примеры автомобилей с гидротрансформаторной коробкой переключения передач:

Бесступенчатая автоматическая трансмиссия (или вариатор)

CVT или Continuously Variable Transmission – так чаще всего обозначается вариатор. Хотя по внешним признакам эта трансмиссия ничем не отличается от обычной «коробки автомат», работает она совершенно по другому принципу.

В вариаторе передач как таковых нет вовсе, и в нём ничего не переключается. Изменение передаточных чисел происходит непрерывно и постоянно, вне зависимости от того замедляется автомобиль или разгоняется. Этим объясняется абсолютная плавность работы бесступенчатой коробки переключения передач, которая обеспечивает комфорт в автомобиле, оберегая водителя от каких бы то ни было толчков и ударов.

Правда, производители виртуально внедряют в вариатор пять, шесть передач, которые можно "переключать". Но это - не более, чем имитация, позволяющая работать вариатору в нужных водителю режимах.

Если максимально опустить технические подробности, конструкция вариатора представляет собой две пары конусообразных шкивов, между которыми по изменяемому радиусу вращается ремень. Боковины шкивов могут сдвигаться и раздвигаться, обеспечивая тем самым изменение передаточных чисел. Сам ремень, на который ложится основная нагрузка, представляет собой сложное инженерное устройство и больше похож либо на цепь, либо на ленту, собранную из металлических пластинок.

Помимо плавности, достоинством вариатора является быстрота его работы. Поскольку вариатор не тратит время на переключение передач, например, при разгоне, бесступенчатая «коробка» сразу оказывается на пике крутящего момента, обеспечивая максимальное ускорение автомобиля. Правда, субъективно это ощущение скрадывается всё тем же отсутствием переключений.

Из особенностей эксплуатации стоит отметить более высокую, по сравнению с классической коробкой передач «автомат», стоимость обслуживания вариатора. Объясняется это тем, что бесступенчатая «коробка» боится перегрева. Высокие температуры внутри «коробки» требуют использовать специальное и очень дорогое масло, которое необходимо менять, в среднем, каждые 50-60 тысяч километров. А после 100 000 км, замены, скорее всего, потребует и ремень.

Примеры автомобилей с вариатором:

Audi A4 2.0 Multitronic

Роботизированная коробка переключения передач

Более правильным называнием было бы - механическая КПП с автоматическим сцеплением, поскольку с «автоматом» её роднит только количество педалей. «Робот» полностью повторяет схему работы обычной механической КПП, с единственным отличием – выжимом сцепления и переключением передач занимаются два сервопривода, под управлением электронного блока. Причём, режим автоматического переключения передач вторичен.

С «механикой» роботизированную трансмиссию роднит то, что переключение передач происходит с разрывом потока крутящего момента, который выражается в паузах-провалах при разгоне.

На обычной МКПП этот провал тоже есть, но в этот момент человек за рулём как раз и занят процессом выжима сцепления и выключением/включением нужной передачи. А когда за водителя всё делает автоматика, на «паузе» концентрируется внимание и создаётся ощущение этого провала.

Однако с этим эффектом можно бороться. Первым делом, нужно забыть про автоматический режим, как про страшный сон, и переключать передачи самостоятельно с обязательной (!) перегазовкой: неприятные провалы сократятся до минимума, а то и вовсе исчезнут.

Кроме того, «робот» требует обязательного выключения в нейтраль при каждой остановке дольше нескольких секунд, уберегая сцепление от перегрева. Не позволит «робот» и долго буксовать, выезжая, например, из сугроба, оповестив владельца запахом спаленного сцепления и уходом в аварийный режим.

За чем же вообще тогда нужна подобная трансмиссия? Определённо, достоинства тоже есть. Во-первых, это, безусловно, умеренная цена «робота», по сравнению с полноценными автоматическими трансмиссиями: стоимость такой трансмиссии как опции, обычно не превышает 25 000 рублей. Во-вторых, умеренный расход топлива, который остаётся на уровне автомобиля с обычной механической КПП.

Так же некоторые производители оснащают «роботизированные» автомобили подрулевыми «лепестками», которые позволяют очень быстро переключать передачи, выигрывая в динамике даже у такого же автомобиля, оснащённого ручной «коробкой».

Но, в общем и целом, недостатки подобной трансмиссии как «автомата» перекрывают достоинства. Хотя некоторые производители упорно продолжают оснащать роботизированными коробками передач некоторые свои модели, коробки такого плана отживают последние годы своего существования, уступая место роботизированным трансмиссиям второго поколения.

Примеры автомобилей с роботизированной коробкой переключения передач:

Peugeot 107/Citroen C1 (2-Tronic)

Opel Corsa 1.2 (EasyTronic)

Преселективная коробка переключения передач

Это и есть «продвинутый робот». Название у каждой фирмы-производителя, как правило, своё, но самое распространённое – DSG (Direct Shift Gearbox) немецкого концерна Фольксваген. Трансмиссия представляет собой как бы две «коробки» переключения передач собранных в одном корпусе. Переключением четных передач занимается одна из них, переключением нечётных и задней – вторая. Обоим положено, фактически, по отдельному сцеплению.

Фокус в том, что в преселективной коробке всегда включено две передачи одновременно, только одно сцепление сомкнуто, а второе смыкается, как только размыкается первое. Причём, этот процесс занимает доли секунды, обеспечивая сверхбыстрое изменение передач и, одновременно, практически, вариаторную плавность.

Задушенный, практически до обморока, нормами ЕВРО-4,5,6 и так далее, двигатель стал выдавать крутящий момент в очень узком диапазоне оборотов. Следовательно, чтобы машина хоть как-то разгонялась и «ехала», трансмиссии нужно постоянно включать ту передачу, которая будет точно попадать в пик тяги. А это можно обеспечить только большим количеством передач. И, хотя серийно уже применяются 8-ми ступенчатые «автоматы», конструкторы во всю заняты разработкой 10-ступенчатой автоматической коробки передач для легковых автомобилей.

Сколько бы ни было поклонников обычной «механики», можно с уверенностью констатировать, что жить ей осталось недолго. Автоматические коробки переключения передач научились с абсолютным комфортом переключать передачи со скоростью, превышающей частоту моргания человеческого века, а значит смысла в существовании ручной «коробки» остается все меньше…

На сегодняшний день существует целый ряд разновидностей коробок передач - и речь не только об автоматических коробках - даже такие простые по конструкции "ручки" сегодня имеют различные подвиды и надстройки. Но прежде, чем мы перейдём реку знания об этом вброд, давайте чётко поймём, что такое коробка передач и для чего она нужна!

Как работает КПП?

Коробка передач в автомобиле (или на любом другом механическим транспортном средстве) - это рычажная (с точки зрения физики) пошаговая система, которая буквально передаёт энергию от колёсам - то есть та сила, которую вырабатывает двигатель, чтобы привести в движение колёса, сначала проходит через специальную систему, называемую коробкой переключения передач (или распространённой аббревиатурой - КПП). Образно и часто физически коробка передач находится между двигателем и ведущими колёсами - это своего рода посредник в процессе, который заставляет автомобиль двигаться, и это простая в случае механической КПП или вариатора (об этом ниже) и сложная практически во всех остальных случаях часть машины... Как правило.

Для объяснения логики работы КПП давайте вспомним физику школьной программы - рычажную систему. Помните, преподаватель, скорее всего, приводил в пример строительство знаменитых египетских Пирамид, когда строители должны были поднимать на огромную высоту тяжёлые камни. Или Вы вспомните систему рычагов из знаменитой фразы её первооткрывателя - Архимеда: "Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!". Суть её заключалась в том, что, к примеру, если Вы возьмёте длинную палку (это и будет рычаг), поставите её посередине на точку опоры, с одной стороны подвесите груз, а за другой возьмётесь руками, чтобы опустить его и тем самым поднять другой конец с грузом, то чем дальше от Вас будет находиться точка опоры, тем легче Вам будет поднять груз (меньше усилий прилагать для приведения в движение рычага), но тем большее расстояние пройдёт Ваша рука вместе с концом палки, за которую она держится. И наоборот - чем ближе Вы переместите точку опоры, тем больше силы Вам придётся приложить, чтобы передвинуть Ваш конец палки, но тем больше Вы переместите груз (и на бóльшую высоту, между прочим).

На самом деле рычажная система применяется вокруг нас практически везде - даже внутри нас - наши челюсти, ряд изгибов тела - всё это работает на системе рычагов. В быту в качестве примеров можно привести плоскогубцы, тачка для перевозки сыпучих материалов, классические открывалки бутылок - даже ножницы. Ну и, конечно же, коробка передач в нашем автомобиле.

Но возможно, принцип работы рычажной системы в коробке передач автомобиля проще всего будет понять на примере велосипеда, сравнивая две разновидности из них: классический советский односкоростной велосипед и современный горный хардтэйл с возможностью переключения скоростей. В односкоростном велосипеде у Вас всегда будет одинаковое соотношение частоты оборотов педалей и частоты оборотов ведущего (заднего) колеса, а это значит, что у Вас, к примеру, попросту не хватит сил, чтобы забраться в достаточно крутую горку , потому что Вы не сможете давить с такой силой на педали. С другой стороны, на высокой скорости, возможно, Вы бы смогли разогнать этот "чугунный" велосипед ещё быстрее, но Вы не сможете так быстро двигать ногами, хотя силы Вам вполне бы хватало.

А вот велосипед с возможностью переключения скоростей решает вышеописанные задачи: в нём используется та же система рычагов, но только не привычная нам, описанная выше - роль рычагов здесь играют звёздочки: ведущие и ведомые, которых на скоростном велосипеде целый набор - как правило, несколько (2-3) ведущих разных размеров, и ведомых (от 6 до 10) - также разных размеров. И вот, перебирая различные ведущие и ведомые звёздочки, перекидывая цепь, мы меняем передачи и, соответственно, требуемую для раскрутки колеса силу и скорость его вращения.

Так, если мы выберем самую маленькую ведущую звёздочку и самую большую ведомую, то мы получим самую низкую передачу и самое маленькое передаточное число (об этом ниже), когда нам потребуется много раз провернуть педали, чтобы колёса сделали хотя бы один оборот - проще говоря, активно крутя педали, мы будем ехать всё равно очень медленно, но зато сможем забраться таким образом в самую крутую горку. А вот если мы сделаем наоборот - выберем самую высокую передачу, то цепь будет накинута на самую большую ведущую звезду (где находятся педали) и самую маленькую ведомую и, таким образом, нам потребуется сделать всего 1 оборот педалей, чтобы колёса провернулись несколько раз и наш велосипед поехал, соответственно, очень быстро.

Собственно, коробки передач в автомобиле работают таким же образом, только не существует в автомобиле коробки, которая работала бы прямо вот так в точности как в велосипеде - имея набор звёздочек и цепь, соединяющую их. А ещё у авто, как правило, гораздо меньшее число возможных передач - обычно от 4 до 8 - чем старее коробка, тем меньше там, как правило, передач, а чем он новее, тем их больше; кроме того, чем быстрее должен ехать авто, тем там больше передач - речь здесь о легковых автомобилях. А вот в грузовых может быть и 10 и даже больше передач. А бывают и вовсе коробки без чёткого набора передач - точнее, их число у автомобиля бесконечно - речь идёт о вариаторе.

Итак, какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются друг от друга? Давайте начнём с основных и (пока) самых распространённых вариантов коробок в современном автомобиле.

Механическая коробка передач

Также известная как "ручка" или "механика", как было отмечено выше. Этот тип требует от водителя больше всего телодвижений во время ускорения или замедления автомобиля, Вам нужно постоянно давить на педаль сцепления, а затем переключать передачи вручную с помощью рычага переключения в центральной части салона автомобиля под панелью. Большинство современных автомобилей с механической коробкой передач имеют пять-шесть скоростей, не считая задней передачи. Это самый старый и самый простой тип коробок - в первые годы зарождения автомобилей, все машины оснащались механической коробкой передач.

В целом, устройство МКПП достаточно простое, эффективное и позволяет водителю иметь прямой контроль над автомобилем, за что механику любит отдельная категория водителей, которая любит всегда контролировать динамику машины. С другой стороны, механическая коробка всегда требует работы одной руки, особенно, в условиях города. Она также требует некоторого мастерства и немного практики, чтобы умело владеть механической коробкой передач и особенно правильно плавно отпускать педаль сцепления.

Вместо звёздочек роль рычагов в МКПП выполняют шестерни разных размеров, а вместо цепи эти шестерни напрямую зубьями на краях соприкасаются друг с другом. Рычагом переключения коробки мы попросту перекидываем шестерни друг на друга, меняя размеры работающих вместе ведущей и ведомой шестерни. На рисунке ниже Вы можете увидеть примерную схему работы 7-ступенчатой механической коробки передач.

При этом, во время переключения нам необходимы две очень важные вещи, которые являются непременными спутниками любой современной МКПП: сцепления, потому что во время переключения работающий двигатель должен быть отсоединён от коробки, и синхронизатора, потому что двигающиеся на высокой скорости шестерни не всегда возможно соединить так, чтобы пазы их зубьев совпали.

Автоматическая коробка передач

Типичная автоматическая коробка передач

В прошлом большинство автоматических коробок передач имело три передачи (плюс задний ход), и, если в Вашем авто было четыре передачи, то у Вас был реальный спортивный автомобиль или роскошный седан. Сегодня и 4-хступенчатые автоматы - редкость, на современных машинах автоматические коробки передач имеют до восьми передач а по расходу топлива и динамике не уступают их более простым собратьям.

Все автоматы должны иметь специальные микрочипы (называемые в народе "мозги", которые являются частью бортового компьютера авто и будут контролировать порядок переключения на определённых оборотах и даже в зависимости от стиля вождения оседлавшего автомобиль человека.

Вот два основных типа коробок передач, которые сегодня встречаются в подавляющем большинстве автомобилей. Теперь давайте рассмотрим менее распространённые виды КПП - некоторые из них набирают популярность, другие - напротив, теряют её.

Роботизированная коробка передач (робот, типтроник)

Так как компьютеры с каждым днём всё глубже проникают в каждую систему в автомобиле, автоматической коробке передач были даны новые способности. Как мы уже упоминали ранее, современные автоматы теперь имеют до восьми передач, и время и условия, когда включать ту или иную передачу, выбирается компьютером, а человека в общем-то никто и не спрашивает, что для многих водителей является огромным минусом, особенно, в условиях спортивного и/или . В то же время во время спокойного расслабленного вождения по городу автомат наиболее предпочтителен. Для объединения лучшего из этих обоих миров, автопроизводители предоставили водителям возможность использовать в своём авто гибридный вариант КПП, который даёт возможность контролировать переключение передач вручную, используя для этого либо специальный селектор с двумя нефиксируемыми позициями рычага переключения: плюс и минус, каждая из которых отвечает за переключение передачи на одну выше или на одну ниже соответственно; либо с помощью "лепестков" на руле: справа и слева, каждая из которых отвечает за ту же функцию. Лепестки (или "вёсла") являются наиболее распространёнными в спортивных автомобилях, но и в обычных появляются всё чаще.

"Лепестки" ручного переключения передач и кнопочная система режимов коробки передач автомобиля Lotus Evora

Следует иметь в виду, что водители всегда были в состоянии контролировать автоматическую КПП в некоторой степени с помощью так называемых "пониженных" передач, но это в действительности не было полным контролем над переключением по двум причинам:

• Чаще всего пониженные передачи означали, что Вы можете ограничить переключение лишь первой или второй (реже - третьей) передачей - т.е. автомобиль просто не будет переключаться на передачу выше выбранной. Но, к примеру, не переключаться ниже пятой передачи заставить "чистый" автомат Вы не сможете.
• Даже если Вы поставите рычаг АКПП в режим "L" - не переключаться выше первой передачи, автомат всё же переключится, если обороты машины поднимутся слишком высоко (например, если автомобиль съезжает с крутой горки - для чего, собственно, и нужны пониженные передачи в автомате), чтобы не повредить коробку.

Классический автомат с пониженными передачами (слева) и робот с возможностью ручного переключения передач (справа)

Теперь в типтронике компьютер контролирует в значительной степени механическую коробку, избавляя водителя от необходимости постоянно выжимать сцепление, но в то же время водитель этот всегда сможет переключиться на полностью автоматический режим переключения.

Вариатор (CVT)

Если Вы когда-либо ездили на небольшом современном скутере, то Вы знакомы с вариатором или бесступенчатой ​​коробкой передач. Это очень простое устройство, но оно хорошо работает практически при любых условиях (разве что несовместимо с достаточно мощными двигателями). По существу, вариатор состоит из двух шкивов, соединенных ремнём (прямо как на велосипеде из описания в начале статьи, но вместо шестерёнок - шкивы). Но это специальные шкивы, так как они могут изменить свой размер и, таким образом, изменить передаточное число в коробке автомобиля. В вариаторе нет определённого количества "шестерёнок", потому что он может выбирать точное соотношение размеров обоих шкивов между его самой низкой и самой высокой передаточными числами. Таким образом, можно легко "ползать" на автостоянке или динамично ехать по шоссе. Более на сайте сайт.

Анимация работы вариатора

Вождение автомобиля с вариатором очень похоже на вождения с автоматической КПП, кроме того, что Вы не почувствуете никаких переключений передач. Вместо этого двигатель просто набирает обороты плавно вверх и вниз. Вы надавливаете на педаль акселератора, и двигатель автомобиля набирает обороты до определённой величины, а затем просто остаётся работать на этих оборотах, в то время как машина едет всё быстрее и быстрее, так как два шкива в коробке передач изменяют свои размеры. Может занять некоторое время, чтобы привыкнуть к вариатору из-за несколько странного звука и принципа работы CVT. Некоторые автопроизводители даже предлагают вариаторы с подрулевыми переключателями, которые имитируют автоматическую или механическую коробку передач.

CVT с каждым годом набирает всё бóльшую популярность, появляясь на всё большем числе новых автомобилей. Преимуществом такой коробки является простота, а также высокая эффективность работы, если Вы предпочитаете спокойную размеренную езду. Но если Вы любите ездить быстро или хотите высокопроизводительную машину, то это вариант, к сожалению, Вам не подойдёт, так как очень быстро износится.

Казалось бы, что CVT будет идеальным и светлым будущим для большинства водителей, но тем не менее, заняло очень много времени, чтобы этой технологии созреть - особенно прочность ремня этой трансмиссии - есть большая разница между тем, какая нагрузка приходится на этот ремень в скутере , а какая в большом пассажирском автомобиле.

Кроме того, есть очень большой минус вариатора на сегодняшний день, который практически сводит на "нет" все его преимущества - он ломается... Ломается практически у всех - есть мнение, что такая коробка в среднем отъезжает пробег примерно в 100 тысяч километров, а потом её нужно менять, а стоит она нередко треть стоимости всего автомобиля.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Широко известная аббревиатурой DCT (благодаря компании Porsche) и некоторыми другими, и используемая в достаточно дорогих спортивных и гоночных автомобилях, коробка передача с двойным сцеплением является в сущности своего рода хай-тек коллажем из автоматической, механической коробок передач и компьютера.

Как следует из названия, система использует две муфты переключения передач. Коробка может быть использована в полностью автоматическом режиме, с помощью компьютера определяя время и условия переключения передач, или в качестве механики, с возможностью ручного переключения передач водителем с помощью всё тех же лепестков на руле или кнопок переключения передач. Кроме того, управление компьютером моментами переключения, как правило, также может быть скорректировано водителем так, чтобы переключать трансмиссию согласно Вашему личному стилю вождения.

Так выглядит коробка передач с двойным сцеплением

Передачи в DCT могут переключаться со скоростью молнии - как правило, за долю секунды - и делать это очень гладко, благодаря автоматизированному контролю, что делает его отличным вариантом для гоночных и высокопроизводительных машин. В то время как DCT обычно встречается в очень дорогих спортивных автомобилях, он может быть достаточно компактен - да настолько, что Honda также устанавливает его в качестве опции на несколько своих мотоциклов .

Односкоростная коробка передач

В отличие от своих шумных собратьев, имеют несколько иные требования к коробке передач и, как таковые, они имеют свои собственные типы передач или используют модифицированные версии традиционных коробок.

Односкоростная коробка передач устанавливалась на заре автомобильной и мотоциклетной эпох и по сути своей представляла собой прямое подключение двигателя к колёсам либо непосредственно, либо почти непосредственно (шестерни требовались просто для того чтобы число оборотов колёс было меньше числа оборотов двигателя). Сегодня, по прошествии почти полутора веков, односкоростная передача вернулась в автомобильную промышленность в отрасль электроавтомобилей. И дело здесь в самой природе электродвигателя - он, в отличие от бензиновых и дизельных, может работать практически в любом диапазоне оборотов, в том числе и на одном обороте в секунду, к примеру. Если Вы имели возможность оседлать Tesla Model S Вы, вероятно, поняли, что автомобиль может ускоряться молниеносно практически на любой скорости, и ему практически не нужно более одной передачи.

Тем не менее, ряд производителей электромобилей снабжают свои творения коробками передач.

Полуавтоматическая коробка передач

Полуавтоматическая коробка передач - это очень продвинутая система, которая использует старое-доброе сцепление для выполнения непосредственно переключения передач вместо гидротрансформатора в классическом автомате. В отличие от механической коробкой передач сцепление контролируется компьютером. Это не только делает переключение передач намного быстрее, чем в механической коробке передач, но также упрощает процесс вождения и фиксирует автомобиль, предотвращая его скат, когда автомобиль находится на стоянке. Также как и типтроник, полуавтоматическая коробка передач может быть переключена в полностью ручной режим переключения передач по желанию водителя. Два типа наиболее распространённых полуавтоматических трансмиссий - это уже описанная выше коробка передач с двойным сцеплением и электрогидравлическая коробка передач (секвентальная коробка передач ).

Коробка передач IVT

IVT по сути является специфическим типом CVT (вариатора), но отличается от последнего тем, что включает в себя не только бесконечное число соотношений передач, но и "бесконечно" максимальные передаточные числа. IVT относится к такому виду вариаторов, которые способны включать в себя "нулевой коэффициент" передаточных числе, где входной вал может вращаться вовсе без какого-либо вращения выходного вала (когда автомобиль стоит на месте, а его двигатель работает), оставаясь при этом замкнутым в передаче. Конечно, передаточное отношение в этом случае не является "бесконечным", но вместо этого оно "не определено".

Какие бывают типы коробок передач и чем они отличаются? Видео

Чуть больше века назад двигатели внутреннего сгорания и Дизеля «приговорили» электрические и паровые двигатели. У них было огромное преимущество – на топливном баке с жидким бензином или дизельным топливом можно было проехать куда дольше, чем на аккумуляторной батарее. Да и заправить бак было проще и быстрее. Цены на нефть в то время были очень дешевыми, объемы добычи постоянно росли и мир захватили двигатели на жидком топливе.

Но двигатели внутреннего сгорания и Дизели были менее совершенными и требовали использования дополнительных систем: охлаждения, питания, смазки, зажигания, отвода отработавших газов, забора воздуха и так далее. Кроме этого, такие двигатели могли передавать крутящий момент только в очень узком диапазоне оборотов, что и привело к необходимости введения трансмиссии.

Существуют различные виды коробок передач, каждый из которых будет рассмотрен ниже более подробно

Механическая КПП

Первой из введенных трансмиссий стала простая и привычная нам механическая коробка переключения передач (МКПП). МКПП представляется из себя редуктор со ступенчатыми передачами и орган управления им. МКПП очень простые, дешевые в производстве, надежные и долговечные. При их использовании появляется возможность использовать двигатель на полную, вручную управлять переключением передач.

Однако при вождении автомобиля МКПП необходимо уделять дополнительное внимание: управлять педалью сцепления, ручкой переключения передач, следить за скоростью и оборотами двигателя. Что требует формирования определенных рефлексов и навыков и отвлекает водителя от дороги. В условиях городских пробок использование МКПП сильно снижает комфорт использования автомобиля. Поэтому в начале двадцатого века производители автомобиля задумались, как снять с автолюбителя эту ношу и сделать автомобиль более комфортным. Так появились автоматические коробки переключения передач (АКПП).

Гидравлическая АКПП

Гидравлическая АКПП появилась самой первой и, пройдя многочисленные модернизации, до сих пор является самым популярным видом автоматических трансмиссий. Передача крутящего момента с двигателя на колеса автомобиля производится через потоки жидкости, вращаемые двумя колесами, то есть трансмиссия и двигатель не связаны. Первые гидравлические автоматы не обладали никакой электроникой, управление базировалось на гидравлике и механике. Но в начале восьмидесятых в их конструкцию начали вводить все больше электроники, управление было предоставлено компьютеру. Начиная с этого времени, они все больше усложнялись и модифицировались, становясь все более комфортными, экономичными, повышали КПД и динамические характеристики автомобиля. Но, к сожалению, становились все менее надежными.

Введение компьютеров в конструкцию АКПП положительно повлияло на их работу. Появилась возможность реализовать дополнительные режимы функционирования КПП: спортивный, экономичный и для движения в сложных дорожных условиях (снег, грязь, лед).

Типтроник и стептроник появились как отдельные разработки, но суть их одинакова. Они добавляют в АКПП режим ручного переключения передач, активируемый переключением селектора. Этот режим не является полностью «ручным», компьютер все равно внимательно следит за показателями датчиков и не переключит передачу в ненужный момент.

Плюсы гидравлической АКПП

Минусы гидравлической АКПП

• дорогие в производстве;
• вероятность поломки выше, чем у МКПП;
• дорогой и сложный ремонт;
• динамика автомобиля, его КПД и расход зависят от удачности и новизны трансмиссии. Старые АКПП значительно уменьшали динамику автомобиля и повышали расход;
• невозможно завести «с толкача» из-за необходимости наличия давления масла в системе и работающего масляного насоса.

Роботизированные и преселективные КПП (Коробка-робот или просто робот)

В конце девяностых – начале двухтысячных мир помешался на экологии и топливной экономии. Некоторые производители автомобилей посчитали, что гидравлические АКПП свое отжили и не имеют никаких перспектив развития. Независимо друг от друга несколько производителей начали разработку Роботизированных Коробок Переключений Передач (РКПП).

Конструктивно они представляли собой обычную механическую коробку переключения передач, но работой сцепления и сменой передач теперь руководил компьютер, передвигающий сервоприводы. РКПП получилась дешевле в производстве, чем АКПП, переключалась быстрее любого человека на механической коробке и автомате и обеспечила самую лучшую топливную экономию из всех существующих типов трансмиссий.

Но не все так радужно. Гидравлическая АКПП разрабатывалась и совершенствовалась в течение практически века. В конструкциях же РКПП до совершенства еще далеко. РКПП не может нормально работать на высокой скорости и при агрессивной манере вождения – начинаются рывки и пинки, свойственные умирающей гидравлической трансмиссии. Конструкция, которая казалась очень надежной, на деле очень быстро умирает от неопытного или инфантильного водителя и обслуживания.

Эти проблемы были частично решены с разработкой РКПП с двумя сцеплениями. Одно сцепление управляет четными передачами, второе нечетными, работают они практически одновременно, запуская одну передачу, еще до того момента, как остановилась предыдущая. Их назвали преселективными. Такие коробки работают комфортно, переключаются нереально быстро. Скорость их переключения составляет сотые доли секунды. Но стоят дороже гидравлических АКПП и имеют меньший ресурс.

Плюсы коробки-робота

• дешевая в производстве;
• самые быстрее переключения;
• топливная экономичность.

Минусы коробки-робота

• комфортно автомобиль ведет себя только при спокойной езде;
• преселективная коробка передач стоит очень дорого, дороже, чем все остальные типы автоматических коробок передач;
• неустойчива к пробуксовкам;
• откат в начале движения;
• задержки при переключении передач;
• прощает меньше ошибок чем АКПП и ресурс в целом меньше;
• необходимость адаптации и подстройки.

Вариаторные КПП (Бесступенчатая КПП или вариатор)

Первые вариаторы появились в середине девяностых, как альтернатива гидравлическим АКПП. В отличие от остальных типов – эти трансмиссии бесступенчатые. Вместо комплектов шестерней, имеющих определенное передаточное число, в них используется другой принцип. Механизм состоит из двух конусовидных колес и ремня (или цепи), натянутого между ними. В зависимости от режима работы двигателя сервопривод двигает ремень между колесами, плавно увеличивая или уменьшая передаточное отношение. Гениальное решение упростило конструкцию трансмиссии до невероятного уровня. Теперь автомобиль в любом режиме ехал оптимально. Хоть быстро, хоть медленно. Топливная экономия была выше, чем у гидравлических АКПП. Но все было не так гладко.

При работе вариатора двигатель всегда оставался в одном диапазоне оборотов, издавая равномерный монотонный звук, от которого непривычные водители очень быстро уставали. Правда, в современных вариаторах уже существуют специальные режимы, делающие работу трансмиссии более привычной на слух.

Простой конструкции потребовалось сложное и тонкое компьютерное управление, которое не всегда работает нормально. Сам принцип действия вариатора не позволяет автомобилю тронуться с места. Поэтому в его конструкцию пришлось внедрять гидротрансформатор, как в гидравлических АКПП.

Вариатор использует очень дорогое трансмиссионное масла, которое необходимо менять раз в 30 тыс. километров. Цепь или ремень является очень нагруженным элементом и редко живет больше 120 тыс. километров, замена достаточно накладна.

Плюсы вариатора

• двигатель всегда работает оптимально;
• максимальный комфорт, отсутствие рывков, толчков, задержек, автомобиль хорошо ускоряется;
• экономичнее, чем гидравлическая АКПП;
• простая конструкция.

Минусы вариатора

• дорогие в производстве;
• дорогой ремонт и обслуживание;
• обслуживание в два раза чаще, чем у гидравлических АКПП;
• ресурс главного механизма вариатора всего 120 тыс. километров. Необходимость капитального ремонта у нормальной АКПП наступает после 250 тыс.;
• не терпит мощных и больших двигателей. Они еще больше снижают долговечность ремня или цепи;
• не любит перегревов и пробуксовок;
• акустическая монотонность (практически не встречается);
• за управление отвечает сложная компьютерная система, которая не всегда может работать хорошо.

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…