Совсем недавно, еще пару десятилетий назад, автомобиль с автоматической коробкой передач был редкостью. Особенно среди бюджетных машин. В машинах высокого класса автоматы встречались много чаще, но все равно - ездить на авто с двумя педалями было престижно.
Сейчас автоматическая трансмиссия применяется повсеместно, даже самые простецкие Лады и утилитарные Логаны такой обзавелись. Да и доплата за возможность не дергать на ходу за рычаг уже не столь велика, относительно общей стоимости авто. Есть модели, где комплектация с механической КПП не предусмотрена вовсе...
А еще автоматы стали разными. На выходе водитель получает одно - автоматическое переключение передач. А вот агрегаты, которые эту функцию реализуют, могут кардинально отличаться друг от друга принципом действия. Давайте познакомимся с основными применяемыми конструкциями.
Просто робот
Самый простой, самый дешевый, но не самый удачный вариант автоматизации переключения передач. Это привычная всем механическая коробка, где передачи переключают специальные исполнительные устройства под руководством электронного блока управления. Обычное сцепление также выжимает и отпускает специальный механизм. Изящная и очень простая идея, которая не особо-то вдохновила потребителей. Электроника так и не научилась мягко и быстро переключать передачи. При спокойной, размеренной езде такая коробка работала более-менее мягко, но заметно "тормозила", а при активном вождении процесс переключения сопровождался заметными рывками.
Сегодня такая схема, несмотря на простоту и доступность, применяется все реже - даже на Ладе она не прижилась. На дешевых авто роботов вытеснили вариаторы, а на дорогих - преселективные роботы второго поколения. Да и классические автоматы не сдают пока своих позиций.
Два сцепления
Инженеры не оставили идею роботизировать механическую коробку. В итоге на свет появился "преселективный робот" или "робот с двумя сцеплениями" или, по-научному DCT (dual-clutch transmission). Как всякая техническая новинка, внедрялись такие коробки не без проблем. Но низкую надежность ранних образцов и высокую стоимость их ремонта перевесило быстрое и мягкое переключение передач. Кроме того, применение DCT как минимум не увеличивало расхода топлива. Доведение до ума механической части и оптимизация алгоритмов, заложенных в управляющую электронику сделали свое дело. Сегодня преселективные роботы достигли приемлемого уровня надежности, а ремонтники научились выявлять и устранять возможные неисправности.
Можно сказать, что такая схема объединяет две коробки передач и у каждой есть свое сцепление. Одна отвечает за четный ряд передач, другая - за нечетный. Перед переключением в незадействованном ряду выбирается нужная передача. Дальше сцепления работают синхронно: одно выключает "старую" передачу, другое включает "новую". Переключение происходит мягко и без разрыва передаваемого на колеса крутящего момента.
Конструктивно агрегат представляет собой усложненную механическую коробку. Используются полые валы, через которые проходит другой вал, сцепления расположены тандемом, друг за другом, они обычно многодисковые.
Железный ремень
Применять на автомобилях бесступенчатую трансмиссию - вариатор - пытались давно. Еще в шестидесятые-семидесятые годы такие опыты ставила голландская фирма DAF, потом попытки продолжила Вольво. Вариаторы необычной конструкции использовали японские фирмы. Но до массового применения дело так и не дошло. Клиноременный вариатор, который долго и без проблем работает на маломощном скутере, для тяжелого автомобиля явно не годился. Ресурс обычных "резиновых" ремней был очень мал.
Дело сдвинулось с изобретением оригинального металлического ремня. Он набран из специально спрофилированных пластин и работает не тянущей ветвью, как обычный приводной ремень или цепь, а толкающей. Поначалу такие вариаторы тоже не блистали надежностью, но постепенно их довели до ума.
Изменение передаточного числа здесь происходит за счет конструкции шкивов. Их половинки могут смешаться по оси вращения, сближаясь или отдаляясь друг от друга, изменяя, таким образом, радиус, по которому работает ремень.
В начале мы назвали такую трансмиссию бесступенчатой. Откуда тут берутся передачи? Они виртуальные, запрограммированные. "Мозги" фиксируют шкивы в определенных положениях - вот и получаются передачи.
Достоинство такой конструкции - компактность и относительная простота. Основная проблема - трение, за счет которого вариатор и работает, а значит - повышенный износ.
Классический автомат
Самая сложная, на первый взгляд, конструкция, применяется уже не одно десятилетие. В Соединенных Штатах автомобили с гидромеханическими коробками появились еще до второй мировой войны.
В основе конструкции - планетарный редуктор. При затормаживании одной из шестерен он меняет передаточное число. Переключаются передачи с помощью гидравлической системы. Но если раньше управляющим воздействием была разница давлений, которая открывала или закрывала специальные клапаны, то теперь команды клапанам отдает электроника.
В таких коробках применяется устройство, называемое гидротрансформатором. Два колеса с лопатками, не связанные между собой, находятся в емкости, заполненной специальным маслом. Двигатель крутит одно из них, лопатки начинают гонять масло в замкнутой полости. Оно, в свою очередь воздействует на лопатки ведомого колеса и раскручивает его. Отсутствие жесткой связи обеспечивает очень плавное троганье с места и переключение передач. А еще гидротрансформатор может менять передаточное число в довольно широких пределах. Но большие потери в этом агрегате традиционно приводили к заметному росту расхода топлива.
Современные "электронные" многоступенчатые автоматы блокируют гидротрансформатор в определенных режимах движения - расход топлива снижается. Много ступеней и их своевременное переключение тоже положительно сказывается на расходе. Эту проблему можно считать решенной.
А вот высокая цена и сложный, дорогой ремонт никуда не делись. Хотя конструкция, отработанная годами отличается завидной надежностью. Удачные модели при грамотной эксплуатации выхаживают многие сотни тысяч километров без серьезных поломок.
Всем удачи на дорогах. Не ломайтесь!
