Автоматические коробки передач легковых автомобилей

Автоматическая коробка передач.

Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.

По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:

• увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций;
• автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;
• предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок;
• допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.

Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи - дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля.

Упрощённая кинематическая схема АКПП

АКПП состоит из:

1. Гидротрансформатор (ГТ) – соответствует сцеплению в механической трансмиссии, но не требует непосредственного управления со стороны водителя.
2. Планетарный ряд - соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.
3. Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион – компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.
4. Устройство управления. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные отношения в коробке передач.

Гидротрансформатор (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель - вращаться.

Гидротрансформатор.

Планетарный ряд . В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

Планетарный ряд.

Составные части фрикциона . Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

Составные части фрикциона.

Тормозная лента . Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.

Тормозная лента.

Работа трансмиссии. Режимы pаботы.

Р - парковка. В этом положении включен трансмиссионный тормоз, удерживающий машину во время стоянки. Двигатель работает на холостом ходу. Этого тормоза достаточно на ровном месте. В ином случае сначала затяните ручной тормоз и затем включите трансмиссионнный - Р. В этом положении рычага можно запускать двигатель.

R - задний ход. Это положение следующее по ходу рычага. Его можно включать только при полной остановке автомобиля, иначе поломки не избежать.

N - нейтраль. Здесь все понятно: вращение от двигателя не передается к ведущим колесам и незаторможенная машина может свободно катиться. В данном положении, как и положении Р, возможен пуск двигателя. Во время движения автомобиля включать нейтраль не рекомендуется. Но если это все же произошло, необходимо сбросить газ и только после того, как упадут обороты, включите нужную передачу.

D - движение. Положение для езды. В этом случае обеспечивается оптимальный режим работы двигателя и движения автомобиля в нормальных условиях. В автоматическом режиме последовательно включаются все передачи (обычно их четыре). Автомобиль начинает движение со второй передачи- это обусловлено работой гидротрансформатора. Первую передачу при необходимости включает только "кик-даун". Торможение двигателем в данном положении рычага достаточно эффективно.

S (либо цифра 3) - диапазон пониженных передач. В это положение рекомендуется переводить рычаг на дороге с небольшими подъемами и спусками. Высшая передача в данном случае - третья. Первую передачу можно включить с помощью "кик-даун". В положении S торможение двигателем еще более эффективно, чем в положении D.

L (либо цифра 2) - второй диапазон пониженных передач. Используется для езды в тяжелых условиях, например, в горах. В этом положении включается только первая (для трогания с места) и вторая передачи. Торможение двигателем еще эффективнее, чем в положении S. Если при наборе скорости передвинуть рычаг в положение S, а затем обратно в L, то вторая передача включается раньше.

Следует отметить, что рычаг селектора автоматической коробки передач можно переводить из положения D в S и даже в L (соответственно 3 или 2) во время движения, например, при обгоне. Но так как в этот момент включится понижающая передача, есть опасность "перекрутить" двигатель. Чтобы этого не произошло, по меткам на шкале спидометра контролируйте предельную скорость на данной передаче, или следите за оборотами двигателя по тахометру, если таковой имеется. В некоторых моделях автомобилей автоматическая коробка передач имеет специальный режим W (winter-зима).

Разгон. Момент переключения передач в автоматической коробке зависит от скорости автомобиля, нагрузки на двигатель, от того, плавно или резко вы нажимаете на акселератор и, конечно же, от положения рычага селектора (он имеет такое название, поскольку предназначен для выбора режима работы коробки). Во время движения, если вы прибавляете "газ" понемногу, плавно надавливая на акселератор, каждая следующая (т.е. высшая) передача будет включаться, как только обороты двигателя станут достаточными для перехода на нее, и разгон автомобиля при этом происходит плавно. Если же вы нажимаете на педаль резко, то передачи станут переключаться несколько позднее, а разгон будет интенсивнее. На автоматических коробках передач последних годов выпуска имеются переключатели режима разгона: N-нормальный (либо Е - экономичный) и S - спортивный.

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…

Помимо двигателя есть еще одно важное устройство, которое называется коробкой переключения передач. Многие даже могут рассказать, что весь автомобильный мир делится сегодня на фанатов «механики», которых с каждым годом становится все меньше, и апологетов «автоматов», которые чувствуют себя уже практически полными победителями в извечном споре «какой тип трансмиссии лучше». Отечественная статистика продаж новых автомобилей неумолимо подтверждает убеждение «автоматчиков», что их армия наступает по всем фронтам: и в премиальных брендах, и в сегменте бюджетных моделей доля продаваемых машин с автоматической трансмиссией значительно превышает 50%. А ведь еще 15 лет назад автомобиль с автоматом на российских дорогах встречался крайне редко.

На заре появления «автоматов» явные преимущества механических коробок передач (МКП) – надежность, долговечность, топливная экономичность, высокие КПД и динамика, низкая стоимость – считались абсолютно незыблемыми вершинами, поколебать которые, казалось, не могли никакие ухищрения неугомонных разработчиков автоматизированных устройств. Но стремительное развитие технической автомобильной мысли и явное нежелание потребителей совершать многочисленные и сложные манипуляции со сцеплением во время все увеличивающихся пробок достаточно быстро привели к тому, что современные автоматические агрегаты по некоторым вышеуказанным параметрам не только сравнялись с механикой, но даже смогли и перегнать ее. Сегодня механические коробки переключения передач оставили за собой всего лишь два явных преимущества перед остальными типами трансмиссий. Первое лежит в технической плоскости – это безусловная надежность механических агрегатов, обусловленная простотой их конструкции и отработанностью технологий и материалов. Второе - скорее относится к человеческой психологии и связано с естественным желанием водителя самостоятельно управлять всеми процессами в автомобиле. Только МКП позволяет реализовать это желание в полной мере. Автоматические же устройства в той или иной степени ограничивают права человека, сдерживают или нивелируют его действия в соответствии со своими внутренними программно-аппаратными установками.

Именно возможность предоставления водителю свободы выбора и действий позволяет механическим агрегатам смело смотреть в будущее, гарантируют им наличие обширной и преданной группы почитателей еще на долгие-долгие годы.

А что же автоматические коробки передач (АКП)?

• Классические планетарные КП;
• Роботизированные КП;
• Роботизированные КП с двойным сцеплением;
• Вариативные (бесступенчатые) КП.

И на "закуску" посмотрите видеоролик - полицейский разворот на автомате:

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?

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