Изобретение бензинового двигателя внутреннего сгорания, само по себе, еще не являлось изобретением автомобиля. Кроме движущей силы - мотора, необходимо было еще как-то управлять автомобилем, поворачивать, тормозить, но главное - каким-либо образом передавать крутящий момент от вала двигателя на ведущую ось, то есть необходимо было еще и изобрести трансмиссию.
Кстати, первые автомобили были вообще без коробки передач - крутящий момент от двигателя передавался цепью сразу на ось. Но, с другой стороны, они были и без mp3-плееров, электростеклоподъемников и кондиционеров, что уже говорит в пользу технического прогресса и их сегодняшних потомков. Истории известны и спортивные автомобили без коробки передач, например - "White Triplex", развивший в 1928 году скорость в 334 км/ч. Его силовой установкой служил блок из трех авиационных моторов общим объемом 81,2 литра и мощностью 1500 "коней". Существование автомобилей без коробки передач, в принципе, возможно, но, чтобы разогнаться до более-менее приличных скоростей, нужна просто невероятная мощность. К тому же о комфорте без КПП говорить особо не приходится.
Кстати, автоматическая КПП предназначалась (изначально!) именно для большего комфорта при движении. Для спорта были придуманы такие фишки, как секвентальные и кулачковые механизмы, которые, как и большая часть всего остального спортивного "изюма", эксплуатируемого на предельных мощностях, на грани возможного, долго не живет.
От слова к делу
Так сложилось, что в нашей стране отношение к АКПП сложилось вполне однозначное - игрушка для "блааандинок" и "маменькиных сыночков", совершенно непригодная для спорта вообще и дрэга в частности. Это не так! Самые быстрые автомобили этой планеты, которые, как известно, строят "эти безумные янки" гоняют с АКПП!!! Да-да, те стрелы с колесами и антикрыльями от "Боингов", выстреливающие до "сотни" за 2,3..3 секунды, и проходящие "квотер" за 4,7..6 секунд втыкают передачи именно автоматически!
И тому есть рациональное объяснение: во-первых, при таком интенсивном разгоне нет времени отвлекаться на переключение передач - чуть зазевался, не скорректировал вовремя движение - и котлета из металла, мяса и костей готова. И, во-вторых: каким бы профессионалом не был пилот, как бы хорошо он не знал свой болид, "автомат" (правильно настроенный) все равно воткнет передачу четче и точнее. На то он и автомат.
Ты скажешь - "враки! Автомат "тупит", и, вообще, не предназначен для моторов сильнее трех сотен "кобыл". Вот как раз для того, чтобы он был паинькой, и производится комплекс технических мероприятий, более широко известный как "тюнинг".
Для того чтобы понять, что вообще можно "заточить" в АКПП, надо знать, как она работает. "Автомат", по сути - это механическая планетарная коробка передач, плюс гидротрансформатор.
Гидротрансформатор (Torque Converter) состоит из двух лопастных машин - центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора, и, кроме выполнения функции сцепления, автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес. Для того чтобы гидротрансформатор был минимальных размеров, и с целью снижения потерь на перетекание жидкости от насоса к турбине, они максимально сближены, а их колесам придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости - все просто, и, одновременно, эффективно!
Теперь - самое интересное: насосное колесо связано с коленчатым валом двигателя (проводя аналогию с МКПП - ведущий диск сцепления), а турбина - с валом коробки передач (ведомый диск). Но жесткой связи, как в "механике", между ними нет - передача энергии осуществляется потоками рабочей жидкости.
Вообще, по такой схема работает гидромуфта, которая передает крутящий момент, но не трансформирует его величину. Для изменения момента введен реактор - это тоже колесо с лопатками, расположенное на пути возвращения масла в турбину, но лопатки имеют особый сложный профиль, такой, что межлопаточные каналы постепенно сужаются. Таким образом скорость рабочей жидкости увеличивается пропорционально скорости вращения коленчатого вала двигателя, а сама жидкость, выбрасываясь из реактора в сторону насосного колеса, подгоняет его, т.е. крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается, и, при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины сопротивления.
Вот схема работы АКПП в сильно упрощенной форме. На деле всей этой бедой управляет еще полтора-два десятка датчиков, плюс демпферы крутильных колебаний и прочее, прочее, прочее, что направлено, в первую очередь, на комфорт переключений - отсутствие рывков, вибрации, шума.
Чего крутить, куда вертеть
А вот здесь просто напрашивается аналогия с огнестрельным оружием: боевая (практическая) скорострельность Автомата Калашникова АК-74 - 100 выстр/мин, боевая скорострельность Ручного Пулемета Калашникова РПК-74 - 150 выстр/мин. Откуда такая разница, если скорость работы автоматики (темп стрельбы) и у РПК и у АК - 600 выстр/мин? Да просто обойма у пулемета в полтора раза больше - 45 патронов, следовательно, за минуту он "втыкает" в полтора раза больше "передач" - маслин.
То есть, возвращаясь к трансмиссии, чтобы твой автомобиль быстрее разгонялся, необходимо, в первую очередь, быстрее втыкать передачи. Знаем, для тебя это не новость, именно эта цель преследовалась при создании той же кулачковой КПП. Но как заставить "автомат" работать быстрее, если у него, кроме того, чтобы разогнать автомобиль, стоит еще одна задача - выжить?
Ответ прост - тюнинг гидромозгов. Более быстрые переключения потребуют и большего давления масла, то есть необходимо прочиповать электронику АКПП (Electronic Pressure Control Solenoid) на подачу большего давления трансмиссионного масла (Automatic Transmission Fluid, ATF). Но, как ты знаешь из курса физики, чем больше давление - тем больше температура, значит следует поставить дополнительный кулер ATF, иначе проживет тюнинговая коробка недолго.
Но это - только первый шаг! Есть еще одна немаловажная тонкость. У большинства моторов подхват начинается со средних оборотов (порядка 3000-3500 об/мин), у турбированных же до этого предела вообще находится "турбояма", а подхват начинается с 3500-5000 об/мин. С ручной коробкой никто и ничто не мешает стартовать с нужных оборотов, но в "автомате" за частотой оборотов коленчатого вала неусыпно следит датчик оборотов входного вала АКПП (Input Speed Sensor, ISS). В "стоковой" версии он обычно настроен на 2200 об/мин, специалисты же предлагают снова "поковыряться" в электронике и настроить его на 3000 об/мин.
Кажется, все готово - переключения более жесткие, а при режиме "газ до отказа" колеса срываются в букс. Все хорошо, все замечательно, кроме одного - нагрузка на фрикционы возросла многократно! Врач сказал в морг - значит в морг?
На самом деле и это не страшно (не для твоего кармана, конечно) - просто следует заменить стандартные фрикционы на специальные, у которых увеличена площадь соприкосновения ведущих и ведомых частей. Но и здесь есть своя "фишка" - внутреннее пространство АКПП ограничено, то есть и новые фрикционы, с увеличенной площадью, должны вписываться в старые габаритные размеры. Нужный эффект достигается использованием большего количества более тонких фрикционов, рабочая часть которых выполнена из материалов с повышенными прочностными характеристиками - кевлар, металлокерамика, специальные композитные материалы.
В конце стоит заметить, что со старым, некачественным или поддельным ATF все эти изменения не имеют смысла. Хочешь, чтобы твой конь бегал резво и долго - пои его качественным маслом.
Стоит ли?
В результате всех преобразований переключения становятся более отчетливыми, более быстрыми, что, конечно, дает выигрыш при разгоне. Например, Красноярская Toyota Soarer выбегает с начальных 4,1 секунд до 3,4 секунд до "сотни". Со слов самого владельца: "динамика такая, что ни одной МКПП и не снилась. Драйв, ощущения, словами не передать - это надо ощутить".
Но есть и обратная сторона медали. При переключениях появляются ощутимые толчки, что негативно сказывается на комфорте. Хотя, тебя это испугать не должно. Более печально другое - возрастает нагрузка на оставшуюся трансмиссию (кардан, редуктор и т.д.), на ходовую часть, и, конечно, сердце твоего коня - двигатель.
Стоит превращать "автомат" в "пулемет" - решать тебе, мы лишь можем назвать ориентировочную цену - от 3 000 до 10 000 у.е. в зависимости от марки и модели автомобиля.