Сегодня сложно кого-то удивить словосочетанием «автоматическая коробка передач», ведь аналоги современных «автоматов» появились еще во времена Ford T. При этом к роботизированным трансмиссиям многие до сих пор относятся с недоверием и опаской. Сейчас попытаемся разобраться в их устройстве.
Однако прежде чем начать знакомство с «роботом», нужно вспомнить, как устроена обычная механическая коробка передач.
МКПП, в первую очередь, состоит из двух валов – первичного (на который передается крутящий момент двигателя) и вторичного (с которого этот момент распределяется по колесам).
Оба вала комплектуются шестернями, попарно находящимися в зацеплении. Но если к первичному валу шестерни крепятся жестко, то на вторичном они могут свободно вращаться. В нейтральном положении рычага коробки передач каждая вторичная шестерня прокручивается на валу свободно, в связи с чем крутящий момент не доходит до ведущей оси. При нажатии на педаль сцепления первичный вал теряет зацеп с силовым агрегатом, а при переводе ручки КПП на вторичном валу начинают перемещаться синхронизаторы. Затем вторичная шестерня нужной передачи жестко блокируется на валу муфтой синхронизатора. Когда педаль сцепления возвращается в свое первоначальное положение, крутящий момент с необходимым коэффициентом поступает на вторичный вал, а с него – на главную передачу и непосредственно на колеса.
Роботизированная коробка передач работает по такому же принципу, что и стандартная «механика». Есть только один нюанс – смыкание и размыкание сцепления, как, собственно, и выбор передач, в данном случае происходит с помощью актуаторов. Чаще всего это шаговый электрический двигатель, оснащенный редуктором и исполнительным механизмом. Для управления актуаторами используется электронный блок.
Когда включен автоматический режим, переключение передач происходит по команде бортового компьютера – с учетом скорости передвижения, оборотов мотора, а также данных с ESP, ABS и прочих систем. В ручном режиме переключения осуществляются самим водителем, который может использовать селектор КПП или расположенные под рулем лепестки.
Главная проблема роботизированных трансмиссий заключается в отсутствии обратной связи по сцеплению. Чувствуя, что диски смыкаются, человек может следить за скоростью и плавностью переключения. Что касается электроники, то она перестраховывается: чтобы не было рывков и сохранялось сцепление, «робот» при переключении вынужден надолго разрывать поток крутящего момента от мотора к колесам автомобиля.
В начале 1980-х годов появилась коробка передач с двумя сцеплениями – DCT (Dual Clutch Transmission). Это стало настоящей инновацией в автомобилестроении. Одной из таких трансмиссий является 6-ступенчатый «робот» DSG, разработанный специалистами концерна Volkswagen. Немецкий вариант имеет два вторичных вала, на которых расположены ведомые шестерни и синхронизаторы – как у 6-скоростной механической коробки, устанавливаемой на модель Golf. Но самое интересное, что первичных валов у него тоже два. Они вставлены друг в друга по принципу матрешки и связаны с двигателем путем отдельного многодискового сцепления. К внешнему первичному валу крепятся шестерни парных передач, а к внутреннему – непарных и заднего хода. Электроника в автоматическом режиме подготавливает следующую передачу и в нужный момент ее включает. В это же время подготавливается следующая передача, но уже на другом валу.
При смене передач происходит минимальный по времени разрыв потока крутящего момента.
Например современная роботизированная КПП, которая установлена на серийном Volkswagen Golf, переключается всего за 8 мс. Для осознания прогресса в этом плане – у секвентальной коробки передач спуперкаров Ferrari прошлого десятилетия на это уходило 150 мс!
Коробки, оборудованные двойным сцеплением, являются более экономичными и быстрыми (чем стандартные механические трансмиссии), а также более комфортными (в сравнении с «обычными автоматами»).
Но у них есть и недостатки, основной из которых – большая стоимость.
Другая проблема, связанная с неспособностью передавать высокий крутящий момент, была решена с появлением DSG от Ricardo на 1000-сильном гиперкаре Bugatti Veyron.
На данный момент коробками DCT комплектуются автомобили марок BMW, Mitsubishi, Fiat и Ford. Этот тип трансмиссий признали даже инженеры Porsche (которые пользуются только проверенными технологиями).
По мнению экспертов, в ближайшей перспективе самыми распространенными будут автомобили с вариаторами и «роботами» DCT.